Capitolul 3.

3. Constructia si functionarea motoarelor cu ardere interna cu piston. La inceputul anilor 70, statele membre ale Comunitatii Europene au decis sa introduca treptat niste reglementari la constructia motoarelor care sa reduca noxele eliberate in atmosfera . Directiva EURO1 a intrat in vigoare in 1991, cea pentru EURO 2 , in 1994 , iar EURO 3si EURO4 – simultan in 1998. Fabricatia autovehiculelor dupa norma EURO 3 in Romania se face incepand din 2005. Conbustibilii EUOR 4 se comercializeaza in Romania din 2009.Norma de poluare Euro 5 s-a introdus in 2008 si EURO 6 din 2012.Analiza evolutiei motoarelor utilizate in constructia vehiculelor, constituie, un instrument util, pentru specialisti interesati in achizitionarea unor masini cat mai performante pentru constructii . Fiecare model mou aduce dupa sine o serie de inovatii tehnologice.

In Romania, inainte de 1990 s-au fabricat motoare diesel, cu 6 cilindrii in linie precum: motorul Saviem 797-05 cu puterea de 135 CP, si motoare MAN-D2156 HMN8 cu aspiratie normala de 215CP, sau supraalimentate, de 256CP, folosite pentru motorizarea principalelor tipuri de camioane Roman si utilaje mari. Pe langa acestea, s-a fabricat si o serie intreaga de alte tipuri de motoare diesel, cu 3 si 4 cilindrii in linie, dintre care amintim: D103, D110, D115, D118, etc. cu puteri cuprinse intre 45CP si 80CP, si turatia intre 1800-2200 rot/min folosite pentru echiparea tractoarelor pe roti cu pneuri si senile si a utilajelor de constructii fabricate in tara. Caracteristicile motorului diesel Saviem, prezentat in figura 3.2, sunt: cursa piston 112 mm ; raportul de compresie 17,5:1; camera de ardere tip Meuerer; cilindee totala 5,401 litrii; numarul de cilindrii –6; turatia motorului 3000rot/min; turatia de mers la relanti 600 rot/min; puterea nominala 135 CP la o turatie de 3000 rot/min; momentul cuplului motor 370 Nm la 1800 rot/min ; echipat cu pompa de injectie CAV cu distribuitor rotativ.

Fig. 3.1. Sectiune transversala in motorul SAVIEM 797-05: 1- tubulatura de admisie a aerului; 2- injector; 3-bieba; 4- duza de stropit cu ulei; 5-filtru de ulei; 6-filtru de combustibil; 7-sorbul de ulei; 8-compresop; 9-tija impingatoare; 10-tubulatura de evacuare; 11-culbutor; 12- buson pentru turnarea uleiului in motor[10].

In figura 3.2, sunt prezentate elementele componente ale motorului diesel MAN cu puterea de 155 CP cu 4 cilindrii in linie, EURO2, cu un consum redus de combustibil, care a fost folosit la

1

echiparea camioane grele de transport la sfarsitul anilor 1990, si sistemul de distributie cu patru supape pe cilindru, aplicat in prezent la majoritatea motoarelor, printre care si motoarele Actros V 6 si V8, unde asigura o mai mare eficienta a consumului de combustibil pe ciclu [ 27 ].

a b

Fig.3.2. Elementele componente ale motoarelor diesel moderne[27]: a-motor MAN cu 4 cilindrii cu puterea de 155CP, EURO 2, pentru camioane. Notatii: - baia de ulei; paleta ventilatorului; curea de transmisie dintata; arbore cu came; alternator; supapa; arcul supapei; axul culbutorilo; garnitura de chiulasa; pompa de ulei; piston cu camera de ardere tip Meoerer; pompa de combustibil; biela; electromotor; arbore cotit; carcasa ambreiajului; blocul cilindrilor. b - Sistemul de distributie la motarele Actros V6 si V8 cu 4 supape pe cilindru asigura o mai mare eficienta a consumului de combustibil pe ciclu.

Motorul V8 TDI de 165 kW de constructie mai recenta, prezentat in figura 3.3, este folosit pentru autovehicule de teren. El combina performantele deosebite de lucru cu o mare economie de combustibil. Are emisii mici de noxe, fara sa mentioneze funingine si asigura un confort extraordinar.Unghiul dintre planurile cilindrilor este de 90 de grade. Este prevazut cu doua turboincarcatoare. Are capacitatea cilindrica de 3328 cmc, iar puterea maxima la iesire este de 165 kw (225CP) la 4000 de rot/min. Momentul dezvoltat de motor este de 480Nm la 1800 rot/min, iar diametrul x cursa pistonului DxS =78,3 mm x 86,4 mm. Raportul de compresie este de 18 :1, masa 265 kg, si ordinea de aprindere a cilindrilor 1-5-4-8-6-3-7-2. Are patru supape pe cilindru, comandate de doi arbori cu came montati pe fiecare chiulasa. Prepararea mixturii in cilindru, aer –combustibil, se face prin injectie directa cu sistemul Common rail. Gazele de evacuare actioneaza doua turbine de gaze pentru turboincarcatoarele de aer cu geometrie variabila. Standardul de poluare este Euro 3. Momentul maxim dezvoltat de 480Nm la 1800 rot/min, ramane constant pana la turatia de 3000 rot/min.

2

Fig.3.3. Motorul diesel de 3,3 l 8V TDI cu puterea maxima de 165 kW( 225 CP) la o turatie de 4000 rot/min. Motorul pentru reducerea noxelor foloseste tehnologia de recirculare externa a gazelor de evacuare EGR [22 ].

Pentru reducerea nivelului de noxe emise in atmosfera, motoarele folosesc si tehnologia FSI de reciclare interna a gazelor de evacuare. Acestea sunt introduse inapoi in cilindru motorului odata cu aspiratia incarcaturii prin supapele de admisie. Tehnologia se aplica, la motoarele de 3,6 litrii V6 FSI, cu cilindreea de 3597 cmc, cu 6 cilindrii in V, raport de compresie 12 :1, managementul motorului Montronic MED9.1, puterea maxima 206 kW la 6200 rot/min, moment maxim de 360Nm la 2500-5000 rot/min, cu doua convertoare catalitice si trei cai, cu control Lambda. Tehnologia este influientata de urmatoarele varialibile ( figura 3.4) [ 24 ]:

- sistemul de injectie sub presiune este caracterizat de inceperea injectiei si sfarsitul injectiei;- forma canalului de admisie pentru curgerea aerului; - injectia combustibilului definita prin conul si unghiul jetutului de combustibil;- supapa spatiala pentru comanda arborelui cu came;- cursa supapei si diametrul supapei; - cursa si diametrul pistonului;- forma arhitecturii capului pistonului si turatia arborelui cotit RPM.Motorul cu tehnologia de reciclare interna a gazelor evacuate este prezentat in figura 3.4.[24]

3

Fig.3.4. Motorul de 3,6 litrii V6 FSI cu puterea maxima 206 kW la 6200 rot/min, si cuplul maxim de 350Nm la 2500-5000rot/min. Foloseste pentru reducerea noxelor tehnologia de reciclarea interna a gazelor de evacuare si doua convertoare catalitice[24]

3.1. Mecanismul motor.

Prezentarea constructiei motoarelor cu ardere interna, incepe cu principalul ansamblu al motorului cu ardere internă care este mecanismul motor, numit uneori si mecanismul biela-manivela. Mecanismul biela-manivela realizează transformarea energiei termice a combustibilului în lucru mecanic prin modificarea mişcării de translaţie rectilinie alternativă a pistonului în mişcare de rotaţie a arborelui cotit.

3.1.1. Partile fixe ale mecanismului motor.

3.1.1.1. Blocul motor

Blocul motor constituie elementul structural al motorului, pe careşi în care se fixează şi se amplasează celelalte piese şi mecanisme ale motorului. El este o piesă complexă cu o pondere mare în masă(aproximativ 25-30% din masa totală) şi volumul motorului.Blocul motor conţine cilindrii motorului şi cămăşile de răcire a acestora, susţine prin intermediul lagărelor palier arborele cotit, iar în partea superioară prin intermediul prezoanelor susţine chiulasa. De la aceste elemente preia forţele date de presiunea gazelor, solicitările termice ce apar, forţele de inerţie şi momentele acestora.Toate aceste solicitări sunt variabile în timp şi în spaţiu.La blocul motor se disting mai multe zone:-blocul cilindrilor; carterul superior vezi fig.3.5. si carterul inferior, vezi fig.3.6.Carterul superior este zona cuprinsă între partea inferioară a blocului cilindrilor şi planul care trece prin axul arborelui cotit.Carterul inferior este partea motorului cuprinsă între planul care trece prin axul arborelui cotit şi partea inferioară a motorului. Carterul inferior este constituit în totalitate de baia de ulei.

4

Există soluţii constructive la care carterul inferior este constituit din două părţi:-una solidară cu carterul superior, turnată, ce constă din prelungirea carterului superior peste nivelul axului arborelui cotit şi o altă parte detaşabilă care este în fapt baia de ulei a motorului.La motoarele răcite cu lichid, cilindrii sunt grupaţi în blocul cilindrilor care face corp comun cu carterul superior formând blocul motor.

Fig.3.5. Organe fixe ale mecanismului motor: 1-chiulasa; 2-camasi de cilindru; 3-

garnitura de camasa; 4-alezaj pentru camasa;5-blocul cilindrilor;6- garnitura capac distributie;7-capac distributie;8-garnitura de chiulasa;9-carter superior.

Fig.3.6. Blocul motor si carterul inferior: 1- capac distributie;2- garnitura capac

distributie;3- garnitura cauciuc carter inferior; 4- carte inferior( baia de ulei);5-buson de golire ulei; 6-tije indicatoare; 7-garnitura pluta carter inferior;8-suporturi laterale motor; 9-carter superior; 10- lagar palier [9].

În cazul motoarelor răcite cu aer, cilindrii sunt detaşabili faţă de bloc-carterul motor, deci nu se mai poate vorbi despre un bloc al cilindrilor. Prinderea lor se face fie ca în fig. 3.7,a cu prezoane lungi, fie ca în fig. 3.7,b cu şuruburi scurte şi flanşă atât la nivelul chiulasei, cât şi la nivelul carterului superior.

5

Fig.3.7, a si b. Fixarea cilindrilor raciti cu aer : a- chiulasa si cilindrul sunt fixate

impreuna cu prezoane la bloc (carter tunel); b- chiulasa se fixeaza independent la cilindru, si cilindru la bloc.

Motoarele răcite cu lichid de dimensiuni mari, au structura partilor fixe indicata in figura 3.8. Chiulasa motorului se fixeaza prin prezoane pe blocul cilindrilor care face corp comun cu carterul superior. Etansarea cilindrilor se face cu garnitura de chiulasa. Lagarele paliere pentru fixarea mecanismului motor sunt plasate in partea de jos a carteului. Baia de ulei sau carterul inferior se etanseaza cu o garnitura de carterul superior si se fixeaza de acesta prin suruburifixeaza prin mai multe suruburi.

a bFig.3.8, a- Montarea cilindrilor la motoarele racite cu lichid; b- cuzineti palieri cu

fisuri.

Suprafaţa interioară a cilindrului pe care alunecă pistonul şi segmenţii se numeşte oglinda cilindrului. Zona de material din imediata vecinătate a cilindrului se numeşte cămaşa cilindrului şi ea este de supusă la un intens proces de uzură , la forţa dată de presiunea gazelor şi la solicitări termice ce apar la desfăşurarea ciclului motor. Pentru a face faţă acestor solicitări , ea trebuie să aibă o rezistenţă ridicată la uzură , rezistenţă termică şi la acţiunea corozivă a gazelor.Cămaşa cilindrului poate fi realizată în mai multe soluţii constructive (fig.3.9):

1) cămaşă integrală – care face bloc comun cu blocul cilindrilor.2) cămăşi amovibile(detaşabile)- care pot fi uscate, caz în care nu vin în contact direct cu

lichidul de răcire(fig.3.9,a), sau umede, care vin în contact direct cu lichidul de răcire(fig.3.9,b).

În cazul soluţiei constructive cu cămaşa cilindrului direct în blocul motor, avantajele constau în realizarea unui bloc rigid, iar presiunea de apăsare este uniformă între chiulasă şi bloc.Aceasta solutie

6

este foarte rar folosita, deoarece uzura cilindrilor inseamna rectificarea alezajelor cilindrilor intregului bloc si modificarea peretilor cilindrilor.Cămaşa uscată se prezintă sub forma unei bucşe din fontă aliată , presată în bloc şi sprijinită la partea superioară(fig.3.9,b) sau la partea inferioară.

A) B) Fig.3.9, A- Tipuri de cilindrii utilizati la motoarele racite cu lichid; a- cilindru uscat presat in bloc; b- cilindru umed ; B-uzuri anormale ale cilindrilor produse de defectele bielei si ale arborelui cotit : a- biela torsionata ; b- biela incovoiata ; c,d- biela fugita in plan longitudinal[ 16 ].

Carterul superior se prezintă sub forma a doi pereţi laterali paraleli, înclinaţi în plan vertical, uniţi transversal de pereţi care au rolul de rigidizare a construcţiei şi pe care, la partea lor inferioara, se fixeaza suporţi lagărelor palier în care se sprijină arborele motor.Carterul superior poate conţine tunele în care se montează arborele cu came, precum şi rampa principală de ungere din care se ramifică rampele secundare care trec prin pereţii transversali şi aduc uleiul sub presiune la lagărele palier.Pe carterul superior se fixează cilindrii detaşabili în cazul motoarelor răcite cu aer. Lagărele palier sunt lagăre cu capac.În corpul lagărelor se montează cuzineţii care sunt piese de formă semicilindrică, cu proprietăţi antifricţiune, realizate în două sau trei straturi (fig.3.10).

Fig.3.10. Constructia cuzinetilor [9].

Cuzineţii sunt prevăzuţi cu canale care permit pătrunderea uleiului sub presiune din sistemul de ungere între fus şi cuzinet, pentru realizarea portanţei hidrodinamice. Un cuzinet e prevăzut cu umeri pentru fixarea axială a arborelui cotit.

7

Fig.3.11. Constructia lagarelor paliere la motorul de 2 l si 125kW TDI [ 20].

Presiunea mare de combustie de 160 bar, la motorul DTI de 2 l si 125kW, se transmite la arborele cotit prin intermediul suprafetelor lagarelor de alunecare din fig.3.11. Efectul produs de tuburile de descarcare in gaze, datorat bombardarii catodului cu ioni pozitivi aste aplicat aici materialului lagarului de la pozitiv la negativ, materialul este transformat intr-o suprafata extinsa de contact la o viteza de rotatie superioara a arborelui. Stratul de asezare este o suprafata de densitate mare care are o rezistenta mecanica mare [ 20 ].

3.1.1.2. Chiulasa Chiulasa reprezintă capacul cilindrilor motorului care etanşează incinta de evoluţie a pistonului şi care conţine, parţial sau total, camera de ardere. Chiulasa e supusă solicitărilor datorate presiunii gazelor, solicitărilor termice foarte importante şi solicitărilor de tip mecanic datorate şuruburilor de fixare.

Chiulasa trebuie să prezinte o rezistenţă mecanică şi termică mare, o rigiditate ridicată, posibilităţi de montaj, intervenţie şi reglaj uşor al mecanismului de distribuţie, în condiţiile unui cost şi ale unei mase cât mai scăzute.

Cea mai simplă chiulasă este la motoarele în doi timpi, răcite cu aer, la care se prezintă sub forma unui capac cu aripioare ce conţine la interior o parte din camera de ardere.

De asemenea, chiulasa motoarelor în patru timpi, răcite cu lichid, dar cu supape laterale, este simplă, singurul element suplimentar faţă de cazul anterior fiind pereţii dubli pentru a asigura răcirea.

Chiulasa poate fi câte una pentru fiecare cilindru –la motoarele răcite cu aer şi la motoarele mari- câte una pentru un grup de cilindrii-sau una pentru toţi cilindrii motorului-la motoarele de mărime mică şi mijlocie răcite cu lichid.

Chiulasele se realizează din fonte cenuşii sau aliate, sau din aliaje de aluminiu, deoarece sunt mai uşoare şi creează condiţii antidetonante ale camerelor de ardere.La masa materialului de bază se presează ghidurile de supapă din oţel, precum şi inelele de oţel termic ale sediilor de supapă.

Datorită solicitărilor termice mari, chiulasele se deforma şi, de obicei, fixarea lor pe blocul motor se face printr-un număr mare de şuruburi de prezon care trebuie strânse în mod uniform, cu chei dinamometrice, iar strângerea se face alternativ dinspre capete spre centru sau invers, dinspre centru spre capetele chiulasei.

8

a bFig.3.12. Chiulase pentru motoare cu 4 supape pe cilindru: a- cu cilindrii in V, si b- cu cilindrii in linie, cu doi arbori cu came [ 22,24 ].

Rampa centrale a injectoarelor este amplasata in chiulasa, in pozitie de mijloc, intre supapele de admisie si de evacuare. Injectoarele sunt securizate cu arc de strangere, fig.3.12,a. Aceste elemente sunt precis definite si incarca uniform chiulasa pentru a o proteja de eventualele diferente de tensiuni care apar din caldura dezvoltata in cilindrii si de la sistemul de racire. Chiulasa din figura 3.12, b, are doi arbori cu came, care comanda deschiderea celor 24 de supape, cate 4 montate pe fiecare cilindru.

Fig.3.13. Sectiune transversala chiulasa la motorul Peugeut J 7[9].

3.1.1.3. Garnitura de chiulasă

Etanşarea dintre blocul motor şi chiulasă se realizează cu ajutorul unei garnituri denumite garnitură de chiulasă.La motoarele răcite cu lichid este, de obicei, o singură garnitură de chiulasă realizată din clingherit. In ultima perioada se construiesc pentru motoarele termice garnituri de chulasa metalice( fig.3.14, e). Garnitura prezintă decupeuri pentru trecerea prezoanelor, a tijei împingătoare, a lichidului de răcire (fig.3.14,a). De

9

asemenea, în dreptul cilindrilor prezintă decupaje protejate cu tablă subţire de cupru sau din tablă de oţel cositorit (fig.3.14,b).

La motoarele răcite cu aer, precum şi în cazul unor motoare răcite cu lichid, se folosesc garnituri de chiulasă sub forma unei garnituri inelare (fig.3.14,c şi d) executată din tablă de cupru sau aluminiu, sau chiar din cauciuc siliconic (fig.3.14,d).

Garnitura de chiulasa din figura 3.14,e este cu protectie termica imbunatatita. Este fabricata dintr-un aliaj de Al-Cu-Si pentru o mai buna rezistenta mecanica. Optimizarea zonelor de racire se face printr-o mai buna disipare a caldurii, prin canale inelare noi in jurul scaunelor supapelor si de asemenea printr-un schimbator de caldura marit. Zonele termice critice din jurul injectoarelor si supapelor de evacuare sunt descarcate, astfel incat se obtine o scadere a tensiunilor si deformatiilor chiulasei.

eFig.3.14. Etansarea camasii cilindrului fata de chiulasa [9,20].

3.1.1.4.Baia de ulei (fig.3.15)

Baia de ulei, de cele mai multe ori, se identifică cu carterul inferior şi se prezintă sub forma unei piese din tablă de oţel ambutisat-la motoarele de dimensiuni mici sau medii-sau turnată din aliaje de aluminiu sau fontă-la MAC, sau la motoarele de dimensiuni mari.Ea se fixează de blocul motor prin intermediul unei flanşe strânsă cu şuruburi şi prevăzută cu garnituri din plută.Baia de ulei este rezervorul de ulei al motorului şi pentru a asigura răcirea acestuia, uneori, baia este prevăzută cu aripioare de răcire.Ea este prevăzută la partea inferioară cu un dop filetat pentru golire, iar uneori zona în care acesta esta înfiletat este prevăzută cu o piuliţă magnetizată pentru reţinerea impurităţilor metalice din ulei.Băile de ulei din tablă sunt mai uşoare, mai ieftine şi asigură o răcire mai bună.

Fig.3.15. Baia de ulei si garniturile de etansare[9].

10

3.1.2. Partile mobile ale mecanismului motor.

Părţile mobile ale mecanismului motor constituie aşa numitul ambielaj.Acest ansamblu este constituit din următoarele elemente:piston, segmenţi, bielă, arbore cotit la care se mai poate adăuga şi volantul(fig.3.16).

Fig.3.16. Organele mobile ale mecanismului motor: a) 1- piston; 2,3,4- segmenti;5-bolt; 6-biela; 7- cuzineti biela; 8,9-surub si piulita capac biela;b) 1- arbore cotit; 2-volant; 3,4,5- cuzineti palier; 6- cuzinet axial; 7- rulment [9].

3.1.2.1. Ansamblul piston. Ansamblul piston este constituit din:piston, segmenţi, bolţ, siguranţe.

3.1.2.1.1.Pistonul.Pistonul reprezintă peretele mobil al camerei de ardere, elementul care face posibilă destinderea gazelor arse şi preluarea forţei dezvoltate de acestea.În cadrul mecanismului motor, pistonul îndeplineşte următoarele funcţiuni:

-preia forţa dezvoltată de gazele arse şi o transmite prin intermediul bolţului la bielă;-descarcă la pereţii cilindrului reacţiunea normală Fn primită de la bielă;-asigură etanşarea în dublu sens a camerei de ardere: într-un sens împiedică pierderea presiunii gazelor din cilindru şi în sens invers împiedică pătrunderea uleiului în camera de ardere;-asigură preluarea unei părţi din căldura dezvoltată în cilindru în timpul ciclului motor;-asigură împreună cu segmenţii realizarea pe pereţii cilindrului a unei pelicule continue şi uniforme de ulei.

Pentru a face faţă acestor cerinţe, pistoanele trebuie să îndeplinească o serie de calităţi:

11

-asigurarea unei rezistenţe statice şi dinamice la solicitările care apar în mecanismul motor, atât la rece, cât şi la temperaturile dezvoltate în timpul funcţionării motorului;-asigurarea unor coeficienţi de frecare mici, care să ducă la un randament mecanic mare şi la uzuri ale pistonului mici, deci asigurarea unei fiabilităţi corespunzătoare a motorului;-realizarea din aliaje cu mase specifice mici în timpul funcţionării.

Pistoanele se realizează de obicei prin turnare şi mai rar prin matriţare din aliaje de aluminiu cu siliciu numite siluminuri sau din aliaje cu cupru cunoscute sub denumirea de aliaje Y.Zonele importante ale pistonului:calota (capul) pistonului, regiunea port segment; mantaua sau fusta pistonului (fig.3.17).

a Fig.3.17.Elementele pistonului [13].

În fig. 3.17, a si b, sunt prezentate forme constructive de pistoane utilizate la MAS, iar în fig 3.18 si 3.19, sunt figurate forme de pistoane utilizate la MAC cu injecţie directă. Calota pistonului este partea superioară a acestuia, partea care se află în contact direct cu camera de ardere preluând atât presiunea produsă de gazele arse cât şi temperatura acestora.Ea este realizată de cele mai multe ori plană, deoarece se uzinează uşor şi în acest caz suprafaţa de contact cu gazele fierbinţi este minimă, deci, căldura preluată de la acestea este minimă. Prezintă dezavantajul unei rezistenţe specifice reduse la solicitarea dată de presiunea gazelor, ceea ce conduce la realizarea unor pereţi cu grosimi ceva mai mari în dreptul calotelor.Pentru a mări rigiditatea capului pistonului şi a favoriza evacuarea căldurii, partea interioară a lui se nervurează.Calotele bombate (3.17, b) au o rezistenţă specifică crescută datorită efectului de boltă ce apare la solicitarea dată de presiunea gazelor şi, deci, grosimea peretelui calotei este mai mică; de asemenea, raportul de comprimare realizat

a b c Fig.3.18, a-piston cu canal de racire pentru motoare V6 TDI [23]; b,c-pistoane rotunde sau ovale pentru motoare Kubota acoperite cu sulfura de

12

molibden MoS2, pentru reducerea frecarilor liniare dintre piston si oglinda cilindrului; sunt reduse si scaparile de gaze in baia de ulei[35].

Pistonul are o forma tronconica, pentru a putea prelua diferentele mari de temperatura care se dezvolta in timpul combustiei pe capul pistonului, in raport zona port segmenti si fusta pistonului unde temperaturile sunt mai mici. Forta generata de presiunea gazelor este distribuita pe o suprafata mare, reducand efortul in boltul pistonului. Presiunea mare de combustie din cilindru de 160 bar, face ca solicitatea termo-mecanica a pistonului sa fie mare. Din aceasta cauza, in corpul pistonului au fost facute canalizatii de racire pentru ulei (fig.3.18,a). In aceste canalizatii uleiul ajunge prin stropire din conductele montate in rampa centreala de ulei care este plasata in blocul motor[ 23]. Rezultatul este racirea continua a pistonului si mentinerea constanta a temperaturii pe capul pistonului in timpul lucrului, pentru a evita aparitia gripajelor pistoanelor in cilindrii. Calotele concave se utilizează în special la pistoanele de MAC cu injecţie directă, în cazul cărora în calota pistonului se află o parte a camerei de ardere, a cărei formă depinde de sistemul de aprindere utilizat (fig. 3.19,a,b).

Figura 3.19, a,b. [9,13]La MAC cu injecţie indirectă, calota este totdeauna plată. Regiunea portsegment este zona pistonului care conţine canalele în care se montează segmenţii de etanşare şi de ungere. Numărul acestor canale este de 3-4 la MAS şi de 4-6 la MAC.Mantaua pistonului este zona în care se realizează ghidarea pistonului în cilindru. Ea conţine şi umerii(bosajele) în care se montează boltul (fig.3.17.). Pe această zonă pistonul transmite la cilindru forţa transversală N pe care o primeşte de la bielă (fig.3.20.).

13

Fig.3.20. Repartitia presiunii pe suprafata mantalei pistonului: a- pe inaltime; b- pe circunferinta.

Mantaua se poate realiza într-o construcţie elastică, caz în care aceasta conţine un decupeu în formă de T, cu tăieturi înclinate faţă de generatoarea pistonului, tăieturi ce asigură posibilitatea compensării dilatării pistonului, precum şi asigurarea unor jocuri funcţionale corecte la toate temperaturile ce apar în timpul exploatării motorului.

3.1.2.1.2. Segmenţii Segmenţii sunt piese de formă inelară care se montează în canalele pistonului şi care, prin elasticitate proprie, apasă pe oglinda cilindrului realizând etanşarea acestuia, precum şi realizarea unei pelicule de ulei uniforme şi continuie. Segmenţii preiau o parte din cantitatea de căldură primită de piston de la gazele fierbinţi pe care o transmit cămăşii de cilindru, care la rândul ei este răcită prin intermediul cămăşii de lichid a sistemului de răcire.Segmenţii care asigură etanşarea gazelor se numesc segmenţi de compresiune, iar cei care controlează pelicula de ulei de pe cilindru se numesc segmenţi de ungere(raclori).Segmenţii de etanşare au rolul de a asigura izolarea corectă a camerei de ardere faţă de restul motorului, de a participa la realizarea peliculei de ulei, precum şi la răcirea motorului.

Fig. 3.21. Efectul de pompaj al segmentilor de compresie [9, 13].

Ca fenomen secundar la functionarea segmentilor de compresie apare fenomenul de pompaj, care se intensifica in cazul in care jocul segmentului in canalul pistonului este mare (fig.3.21,b). In figura 3.21,a este prezentata evolutia descresterii presiunilor in camera de ardere de-a lungul regiunii portsegment.

14

Fig.3.22. Diferite tipuri de segmenti de compresie si de ungere folositi la MAS si MAC[5,13]

Pentru a avea o fiabilitate corespunzătoare, în special faţă de solicitările ce provoacă uzura abrazivă şi corozivă, segmenţii de etanşare se realizează din fontă cenuşie perlitică cu grafit lamelar sau fontă modificată cu structură perlitică cu grafit nodular, simplă sau aliată.În fig.3.22,a,b,c,d sunt prezentate câteva secţiuni de segmenţi de etanşare care sunt utilizate mai des.

Segmenţii de ungere sunt ceva mai laţi decât cei de etanşare. Ei au rolul de a asigura distribuţia uleiului pe suprafaţa cămăşii cilindrului, precum şi răzuirea surplusului din fantă.Au în partea centrală un diametru mai mic şi ferestre realizate prin frezare ce permit trecerea uleiului dinspre partea exterioară spre interior sau invers (fig.3.22,e,f,g,h).O altă soluţie constructivă este confecţionarea lor din oţel, fiecare segment fiind constituit din 3 elemente separate: 2 tălpi din tablă simplă între care se află un element spaţial numit expandor (omidă), realizat tot din tablă de oţel şi care creează depozitul de ulei, precum şi posibilitatea trecerii uleiului din exterior spre interior şi invers(fig.3.22,i).Segmenţii de ungere primesc uleiul sau îl evacuează prin perforaţiile existente în canalul în care se montează. Aici uleiul ajunge prin stropire de la rampele secundare de ungere, iar surplusul de ulei este evacuat prin aceleaşi canale şi se scurge apoi în baia de ulei(fig.3.23,a,b).

15

Fig. 3.23, a,b [9,13].

3.1.2.1.3.Bolţul

Bolţul este elementul de articulare al ansamblului piston-segmenţi la bielă. Are o formă simplă, cilindrică, tubulară. Este supus la solicitări de încovoiere datorate presiunii gazelor şi a forţelor de inerţie, dar şi la solicitări de forfecare în planul existent între bielă şi umerii bosajelor pistonului. Solicitarea de forfecare apare în special datorită funcţionării detonante a motorului atunci când se produc creşteri rapide ale presiunii din cilindru şi are loc schimbarea rapidă a sensului solicitării. Materialele care satisfac cerinţele impuse de solicitările menţionate mai sus sunt oţelurile carbon şi oţelurile aliate cu Cr, Mo, Ni, tratate termic prin cementare, pentru obţinerea unei durităţi mari a suprafeţei exterioare necesare pentru a rezista la uzură şi la solicitări cu şoc.În funcţie de modalitatea de fixare axială a bolţului faţă de piston, există teoretic trei posibilităţi constructive:

a) Prima soluţie se numeşte bolţ flotant şi dă posibilitatea acestuia să se rotească atât faţă de bielă, cât şi faţă de piston (fig.3.24, a). Fixarea axială se face cu elemente de siguranţă montate în canalele existente în alezajul de montare a bolţului (fig.3.25,a,b).

Soluţia prezintă avantajul unei uzuri uniforme a bolţului datorită rotirii lui în timpul funcţionării, costul este ceva mai mic datorită toleranţelor de prelucrare ceva mai mari, precum şi montarea-demontarea uşoară.

Dezavantajele soluţiei constau în funcţionarea ceva mai zgomotoasă a ansamblului datorită existenţei a două jocuri(bolţ-piston şi bolţ-bielă) care se însumează la schimbarea sensului de deplasare. Un alt dezavantaj îl constituie necesitatea existenţei unei bucşe din material cu proprietăţi antifricţiune în piciorul bielei, acolo unde se montează bolţul. Articulaţia bolţ-bielă trebuie unsă. Captarea se face cu o mini pâlnie practicată în piciorul bielei, în partea sa superioară (vezi fig.3.25,a).

16

Fig.3.24. Asamblarea boltului cu biela si pistonul [9,13] Fig.3.25 [9].

Fig.3.26. Diferite sectiuni de bolt[9].

b) A doua soluţie constă în realizarea bolţul fix faţă de piciorul bielei, articularea făcându-se între bolţ şi umerii pistonului. Fixarea axială se face prin realizarea unui ajustaj cu strângere între bolţ şi bielă. Avantajele soluţiei constau în funcţionarea mai silenţioasă datorită existenţei unui singur joc în articulaţie, nu mai este necesară bucşa din metal antifricţiune în piciorul bielei şi, de asemenea, nu este necesară ungerea ansamblului bolţ-bielă.

Dezavantajele soluţiei constau în montarea-demontarea mai dificilă a ansamblului bolţ-bielă (prin încălzire), cât şi în costul mai mare impus de toleranţele de fabricaţie foarte strânse.

c) A treia soluţie ar consta în realizarea unui bolţ fix faţă de piston şi articulat faţă de bielă. Soluţia nu se poate realiza deoarece prin încălzire pistonul de aluminiu se dilată mai mult decât bolţul din oţel şi îl eliberează, iar ea este neconvenabilă, deoarece necesită bucşe antifricţiune în piciorul bielei şi ungerea acestui ansamblu.

3.1.2.2. Ansamblul bielă

Ansamblul bielă asigură transmiterea eforturilor de la piston la arborele cotit şi participă la transformarea mişcării rectilinii-alternative a pistonului în mişcarea de rotire a arborelui cotit. Ansamblul este constituit din bielă, capacul bielei şi cuzineţi(fig.3.27).

17

Biela este constituită din capul bielei-partea articulată la manetonul arborelui cotit(fig.3.27 poz.5),piciorul bielei-partea articulată la bolţul pistonului (poz.1) şi corpul bielei care este partea centrală, de legătură între cele două articulaţii(poz.3).Biela este unul din cele mai solicitate elemente ale motorului. Forţa dată de presiunea gazelor, precum şi forţele de inerţie solicită biela la compresiune(fig.3.28,a), flambaj (fig.3.28,b) şi încovoiere (fig.3.28,d), iar forţele de inerţie creează şi solicitări de întindere (fig.3.28,c). Compresiunea tinde să scurteze biela, flambajul deformează paralelismul axelor producând uzuri suplimentare în lagărele de articulare, întinderea provoacă ovalizarea capetelor bielei, iar excentricitatea bolţului(fig.3.28,c) datorată jocurilor mari duce la momente de încovoiere suplimentare.Bielele se realizează prin matriţare din oţeluri de calitate, tratate termic prin călire şi revenire pentru a putea face faţă solicitărilor sus menţionate.Lungimea bielei influenţează uzura motorului.Piciorul bielei este un lagăr de alunecare care articulează prin intermediul bolţului biela la piston. Dacă în acest lagăr se montează un bolţ flotant, atunci este prevăzut cu o bucşe din metal cu proprietăţi antifricţiune(fig.3.29,a,b,c). Corpul bielei (tija bielei) are o secţiune în formă de dublu T pentru a avea un moment de inerţie maxim, necesar bielei la solicitările axiale şi de încovoiere în cele două planuri (fig.3.28). Capul bielei este de cele mai multe ori un lagăr de alunecare cu capac, prevăzut cu semicuzineţi, care articulează biela la fusul manetonal arborelui cotit. Planul de secţionare a capului bielei poate fi normal la axul ei, sau cu plan de secţionare înclinat.Capacul capului bielei face pereche permanentă cu biela, fiind neinterschimbabil. Preluarea finală se face cu capacul montat şi fixat prin strângerea la valoarea nominală a şuruburilor lui de fixare.

Fixarea capacului pe corpul bielei se face cu ajutorul unor şuruburi de construcţie specială,având un filet cu pas mărunt pentru micşorarea tendinţei de deşurubare. Materialul din care sunt făcute este un oţel de calitate, iar după strângerea la momentul prescris sunt asigurate împotriva desfacerii cu elemente de siguranţă.Centrarea capacului pe corpul bielei se face fie cu ajutorul unei zone calibrate pe şuruburile de strângere, fie cu bucşe de centrare aflate în zona găurilor şuruburilor de fixare, fie cu suprafeţe de centrare plane sau zimţate ca în fig.2.30.

Fig.3.27.[9,13] Fig.3.28.[9,13]

18

Fig.3.29.Solutii constructive pentru piciorul bielei[13]. Fig.3.30. Capul bielei[5]

3.1.2.3. Arborele cotit

Arborele cotit este elementul final al mecanismului motor, cel de la care se preia energia dezvoltată de motor sub formă de mişcare de rotaţie.Asupra arborelui cotit acţionează solicitările transmise prin intermediul bielelor, care creează solicitări de întindere, compresiune, încovoiere şi răsucire la care se adaugă vibraţii torsionale. Aceste solicitări pot provoca deformarea arborelui cotit determinând uzuri în zona fusurilor, oboseala materialului şi în cazuri extreme, ruperea arborelui cotit.Arborele cotit se prezintă sub forma unei înşiruiri de fusuri amplasate axial şi denumite fusuri palier (fig.3.31 poz.1)- prin intermediul cărora se sprijină în lagărele din carterul superior al blocului motor-fusuri excentrice denumite fusuri maneton, în număr egal cu numărul de cilindrii(2)- pe care se articulează bielele, - şi braţe, care fac legătura între fusurile palier şi fusurile maneton(3).La unele tipuri de arbori cotiţi există braţe duble(4) care fac legătura între două fusuri maneton. Pe arborele cotit se mai află contragreutăţile(5) dispuse în prelungirea braţelor (3) pe partea opusă a manetoanelor.Pentru a asigura ungerea în regim hidrodinamic a lagărelor maneton în braţele arborelui cotit sunt practicate canale de scurgere(6) care preiau uleiul sub presiune de la lagărele palier şi îl transmit manetoanelor.Capătul anterior al arborelui cotit este prevăzut cu flanşa(7) pe care se montează volantul motorului, iar pentru a împiedica ieşirea uleiului prin capetele arborelui cotit în afara semeringurilor se mai realizează şi deflectorul de ulei(8) care împiedică stropirea directă a elementelor de etanşare.Contragreutăţile pot face corp comun cu arborele cotit-soluţie utilizată la motoarele mici şi mijlocii-sau pot fi detaşabile, fixate cu şuruburi pe braţele arborelui cotit.Arborele cotit este o piesă cu un înalt grad de precizie dimensională, de formă şi de poziţie reciprocă a diferitelor părţi componente, cu o rugozitate strictă în zona fusurilor palier şi maneton, precum şi cu o foarte bună echilibrare statică şi dinamică. În figurile 3.31 şi 3.32, sunt prezentate două soluţii constructive de arbore cotit pentru motor cu patru cilindrii: în prima arborele este cu trei paliere, iar în a doua este cu cinci fusuri palier.Arborii cotiţi demontabili se utilizează la motoarele de mare viteză şi putere mică sau, în cazul motoarelor răcite cu aer când se folosesc cartere de tip tunel. În acest caz, braţele se montează pe rulmenţi cu role, ceea ce reduce lungimea arborelui şi frecarea în lagăre.

Fig.3.31.[9,13]

19

Fig.3.32.[9,13]

Fig.3.33. Sistemul de echilibrare cu doi arbori suplimentari antrenati de areborele cotit [ 20 ]

In figura 3.34, sunt prezentate trei solutii constructive pentru capatul posterior al arborelui cotit.

20

Fig. 3.34. Elementele capului postrior al arborelui cotit : a) 1- pinionul de distributie fixat cu pana; 2- fulia transmisiei cu curele trapezoidale pentru antrenarea pompeio de apa si ventilatorului ; 3- racul care permite actionarea manuala la pornirea motorului ; 5( fig.3.34,c) atenuatorul de vibratii alcatuit din doua mase concentrate intre care se afla un element elastic[9,13].

3.2. Sistemul de distributie prin supape.Sistemul de distributie a gazelor reprezinta ansamblul tuturor organelor care asigura

umplerea cilindrilor cu amestec proaspat sau aer si evacuarea gazelor arse, in asa fel incat sa realizeze ciclul motor si ordinea de functionare adoptata. Conditia principala pe care trebuie sa o indeplineasca sistemul de distributie este sa permita evacuarea cat mai completa a gazelor arse si umplerea cat mai completa a cilindrilor cu amestec proaspat (sau aer); la MAS este necesara si o conditie suplimentara - distribuirea cat mai uniforma a amestecului proaspat intre cilindrii. Piesele sistemului de distributie a gazelor lucreaza la viteze si acceleratii mari, impuse de vitezele mari de desfasurare a ciclului motor, fapt care conduce la o solicitare dinamica mare. Afara de acestea unele piese sunt supuse la solicitari termice mari. Toate acestea perturba distributia corecta a gazelor si accelereaza uzurta pieselor sistemului de distributie. Partile principale componente ale sistemului de distributie sunt : a) –colectoarele de gaze, care distribuie si transporta amestecul proaspat sau aerul intre cilindrii motorului si colecteaza gazele arse din cilindrii, transportandu-le in atmosfera ; b)- mecanismul de comanda ; c)- amortizorul de zgomot. Sistemul de distributie poate fi cu supape, cu ferestre sau lumini, cu sertare. Distributia prin supape este aproape universala la motoarele in patru timpi, iar distributia prin ferestre la motoarele in doi timpi. Distributia prin sertare se utilizeaza la unele motoare in patru timpi de turatie ridicata. La unele motoare in doi timpi se utilizeaza distributia mixta prin supape si ferestre.

Ordinea de lucru a motorului.La motoarele care au un numar de cilindrii mai mic de patru, ordinea de lucru depinde de

forma arborilor cotiti si de distributia cilindrilor. La motoarele cu numarul cilindrilor mai mare

21

de patru, pentru aceiasi forma a arborelui cotit si aceiasi distributie a cilindrilor ordinea de lucru a cilindrilor se poate efectua in diferite variante. In acest caz, la alegerea ordinii de lucru se au in vedere urmatoarele consideratii:

- pentru a usura conditiile de lucru ale lagarelor se alege ordinea la care arderea si detenta sa nu aiba loc la doi cilindrii alaturati;

- ordinea de lucru adoptata sa realizeze o repartitie uniforma a amestecului proaspat la diversi cilindrii;

- la motoarele cu cilindrii in V, ordinea de lucru se alege in asa fel incat detenta din cilindrii grupei din stanga sa nu se succeada cu detenta din cilindrii grupei din dreapta.

La motoarele de tractiune cea mai mare raspandire au capatat urmatoarele ordini de lucru[ ] :- motoare cu patru cilindrii in linie……. .1-3-4-2 si 1-2-4-3;- motoare cu sase cilindrii in linie……… 1-5-3-6-2-4;- motoare cu opt cilindrii in linie………..1-6-2-5-8-3-7-4;- motoare cu opt cilindrii in V ………….1-5-4-8-6-3-7-2.

Ordinea de lucru adoptata pentru motoarele de tractiune poate fi realizata prin distributie cu supape, care este distributia cea mai des utilizata datorita simplitatii lor si sigurantei in exploatare.

Mecanismul de distributie al gazelor trebuie sa asigure desfasurarea optima a procesului de schimbare a gazelor. Un mecanism de distributie al gazelor este eficient atunci cand permite evacuarea cat mai completa a gazelor arse din cilindrii motorului si asigura umplerea cat mai deplina a cilindrilor cu fluid motor proaspat, astfel incat coeficientul de umplere sa tinda spre unitate.

In cadrul sistemului de distributie a gazelor intra: colectoarele de admisie si evacuare, precum si mecanismul propriu-zis de distributie a gazelor care comanda deschiderea si inchiderea periodica a orificiilor de admisie si evacuare.

Cel mai raspandit sistem de distributie la motoarele in patru timpi folosit la autovehicule si utilaje de constructii este sistemul de distributie prin supape.

Sistemul de distributie prin supape se compune din supape, care optureaza orificiile de admisie si evacuare, arcuri, care mentin supapele pe scaune, arborele de distributie (cu camele), care actioneaza supapele si mecanismul de transmitere a miscarii de la arborele cotit la arborele cu came.

Fig.3.35. Transmisie prin curerea dintata la motorul de 2 litrii de 125kW TDI [20].

22

Cand arborele cu came nu actioneaza direct supapele (fig. 3.36), mecanismul de distributie mai cuprinde tije impingatoare, tacheti si culbutori. Acest sistem este cel mai des utilizat la motoarele de autovehicule moderne.

Fig.3.36. Partile componente ale mecanismului de distributie: 1- pinionul arborelui cotit; 2- brida; 3-rondelă; 4-fusuri; 5-excentric pentru comanda pompei de benzina; 6- came de evacuare; 7-came de admisie; 8-bucsa pentru fusuri; 9-supapa de admisie; 10-ghidul supapei; 11-disc; 12- arc; 13- axul culbutorilor; 14- culbutori; 15- surub de reglaj; 16- suportul axului culbutorilor; 17-mecanism de rotatie a supapei de evacuare; 18-supapa de evacuare; 19-tije impingatoare; 20 – tachet; 21- pionion de antrenare a pompei de ulei [9,13].

In figura 2.37. este prezentat mecanismul de distributie prin supape al motoarelor D103 si D110, impreuna cu diagrama de distributie, care contine unghiul maxim de deschidere al supapei de admisie si, respectiv, unghiul maxim de deschidere al supapei de evacuare in raport cu PMI si PME. Din figura 3.37,b, se observa ca, unghiul maxim de deschidere al supapei de admisie este mai mare decat unghiul maxin de deschidere al supapei de evacuare, deoarece se urmareste o umplere cat mai buna a cilindrilor. Ansamblul general al mecanismului de distributie prin supape, montate in chiulasa, prezentat in figura 3.37,a, asigura deschiderea supapelor de admisie si de evacuare conform diagramei de distributie din figura 3.37,b, corelata cu ordinea de lucru a motorului cu patru cilindrii. Deschiderea supapelor se face cu ajutorul lantului cinematic format la actiunea varfului camelor amplasate spatial pe arborele cu came 1. Arborele cu came este antrenat de la arborele motorului prin intermediul unei transmisii cu roti dintate, cu lant, sau prin curele dintate, cu raportul de transmitere al rotilor de 1 :2. Varful camei ridica tachetul de tip pahar 2, tija impingator 3, care roteste la randul sau culbutorul 4, montat pe axul culbutorilor 5, si deschide supapa 6 a carei tija lucreaza in ghidul de supapa 7 presat in corpul chiulasei. Inchiderea supapei 6 pe scaunul sau din chiulasa, se produce sub actiunea fortei elastce a arcului de supapa 8, la rotirea in continuare a camei pe portiunea sa cilindrica, cand lantul cinematic al distributiei nu mai este actionat.

Culbutorii servesc pentru actionarea supapelor. Un capat al culbutorului se executa sferic sau cu rola, iar celalalt capat are un surub pentru reglarea jocului (v.fig.2.38,a). Culbutorul este o parghie articulata central cu brate inegale care modifica sensul miscari primite de la tija impingator si o amplifica la deschiderea supapei (fig2.38,a).

23

Fig.3.37, a si b [12]. Fig.3.38, a si b [9,13].

Culbutorii se executa cu brate inegale pentru a obtine deplasari mari ale supapei la deplasari mici ale tachetilor, deci acceleratii si uzuri reduse pe profilul camei si eforturi dinamice mai mici in tija impingatoare (raportul este aproximativ 1 la 2). In bratele culbutorului se prevad canale care vehiculeaza uleiul, pompat sub presiune prin canalizatiile din blocul motor si chiulasa, spre capete pentru a asigura ungerea tijei de supapa.

Supapele sunt piesele cele mai solicitate ale sistemului de distributie.Subansamblul supapa ( fig.3.38,b) este constituit din supapa cu talerul 1 si tija 3, sediul sau scaunul supapei 2 care este fixat in chiulasa, arcurile supapei 4 si 5, saiba 7 pentru fixarea arcurilor 4 si 5, ghidul supapei 6 si elementele de siguranta 8. Solicitarile mecanice ale unei supape sunt datorate fortei de presiune a gazelor si tensiunii arcului, care produc tensiuni (eforturi unitare) neuniform repartizate pe talerul supapelor. Solicitarile termice sunt mai pronuntate la supapele de evacuare, ale caror temperatura este in medie de 700-800 de grade, fata de 300-400 de grade la supapele de admisie. In timpul functionarii la supapele de evacuare, din cauza solicitarilor termice ridicate, pot apare o serie de defectiuni: reducerea considerabila a rezistentei mecanice si a duritatii materialului (chiar pentru oteluri speciale refractare), tendinta de gripaj a tijei in bucsa de ghidare, deformarea talerului, uzura coroziva intensa. Evitarea acestor defectiuni presupune o racire intensa si asigurarea unei ungeri corespumzatoare a tijei supapei.

a bFig.3.39. Comanda mecanismului cu tachet hidraulic [26]:a)- 1 tija supapei; 2-element de culisare; 3-supapa compensatoare de buna functionare;4 –culbutor; 5-canal de ungere; 6-axul culbutorilor;

24

b)- tija supapei; 2-arcul pistonasului; 3-camera de inalta presiune; 5- piston; 6-supapa de nereturnare ulei; 7-rezervor de ulei; 8 -arbore cu came; 9 – culbutor; 10 -canal de legatura.

Fig.3.40. Tachet hidraulic pentru buna functionare a deschiderii supapei [ 26]: -cursa fixa supapa; -reglarea supapei pentru buna functionare cu ajutorul tachetului hidraulic montat in culbutor; scaunul de asezare al talerului de supapa este prevazut cu o tesitura care vine in contact cu zona de asezare a supapei. Etansarea talerului de supapa cu scaunul se face dupa un cerc de contact, realizat din intersectia celor doua unghiuri de inclinare diferite din interiorul inelului. Datorita inclinarii suprafetei tachetului, cu 2-3 grade, in raport cu capul tijei supapei, ea va fi rotita cu un anumit grad la fiecare deschidere, astfel incat calamina care se depune pe scaunul supapei in timpul functionarii sa fie indepartata, asigurand o etansare buna. In caz contra, gazele fierbinti care scapa din cilindru datorita netanseitatii talerului pe scaun, pot conduce la arderea supapei de evacuare.

Arcurile supapelor trebuie sa asigure inchiderea etansa a supapelor pe sacaunele lor si sa preia fortele de inertie ale supapelor. Inchiderea neetansa a supapelor, in cazul unor arcuri slabe, poate provoca curgerea gazelor si arderea fatetei talerelor. Frecventa mare a actiunii arcurilor care apare la accelerare provoaca oboseala materialului, pierderea elasticitatii acestuia si chiar ruperea.

Arborii de distributie (cu came) au rolul de a comanda miscarea supapelor. Inaltimrea si profilul camelor sunt determinate pentru asigurarea momentelor optime de deschidere si inchidere a supapelor, precum si a sectiunii necesare pentru curgerea fluidului motor. Profilul camei trebuie sa asigure o deplasare fara socuri a supapei la o deschidere si inchidere rapida a acestuia, conditii impuse de o umplere cat mai completa a cilindrilor.

Tachetii servesc la preluarea miscarii de la arborele cu came si transmiterea acestuia la supape. La unele motoare se utilizeaza tacheti hidraulici, care asigura eliminarea automata a jocului din mecanismul cu supape, asigurand o functionare fara zgomot, nefiind necesara reglarea lor in exploatare. Jocul termic din mecanismul de distributie, are rolul de a asigura dilatarea libera a pieselor componente. Jocul termic este cuprins intre 0,05-0,5 mm, fiind mai mare la supapa de evacuare. Jocurile termice se stabilesc de fabricantul de motoare pe cale experimentala.O importanta deosebita din punct de vedere al perfectiunii evacuarii si umplerii, il reprezinta timpul- sectiune ( cronosectiunea), necesar evacuarii gazelor si admisiei fluidului motor proaspat. Se observa ca, o evacuare cat mai completa a gazelor din cilindru presupune respectarea cursei supapei (limitarea uzurii camelor) si respectarea unghiurilor optime de avans si de intarziere la

25

deschiderea si inchiderea supapelor de admisie si evacuare, mentionate pentru motorul D110 in figura 3.37,b.

Fig.3.41. Aspiratia aerului si evacuarea fortata a gazelor din cilindru la sistemul de distributie cu 4 supape pe cilindru [ 22] :1- conducta de aspiratie cu un sistem de vartejare al aerului; 2 -conducta de alinentare tangentiala cu aer; 4 - conducta de evacuare cu teava dubla; 4 - injector.

Teghnologia FSI, folosita la motoarele de 3,6 litrii V6 FSI din fig. 3.4 [24], se aplica la toate nivelele de emisii, inclusiv Euro 4. Aceste propulsoasre de 3,6 litrii V6 FSI, cu puterea de 2o6 kW la 6200 rot/min si 350Nm la o turatie de 2500-5000 rot/min, se monteaza pe Audi Q7 si Volkswagen Touareg. Modelul de motor de 3,6 litrii V6 R36 mareste puterea maxima a acestui propulsor la 220kW la 6600 rot/min si cuplul maxim la 350Nm pentru 2400-5000 rot/min. Aceasta versiune de 3,6 litrii a fost lansata de Volkswagen Passat in America de Nord. Arborele cu came este din otel si este montat pe 7 lagare la motoarele cu injectie multi-punct de de 3,2 litrii, iar la cele de 3,6 litrii este confectionat din aliaje usoare. Supapa de ajustare a miscarii arborilor cu came pentru admisie si pentru evacuare, este de tipul celor prezentati in fig.3.12,b, ea lucreaza in functie de crestere a puterii si momentului, astfel incat consumul de combustibil si emisiile sa fie reduse, depinzand de sarcina motorului [ 24]. Arborii cu came pot fi ajustati continuu in directia deschidrii in avans si inchiderii cu intarziere a supapelor de admisie. Unitatea de control a motorului controleaza urmatoarele supape electromagnetice pentru ajustarea arborilor cu came:-N205 supapa 1 pentru controlul arborelui cu came la supapele de admisie;-N318- supapa 1 pentru controlul arborelui cu came la supapele de evacuare.Ajustarea maxima la arborele cu came:

-arborele cu came pentru comanda supapele de admisie: 52 grade RAC ;-arborele cu came pentru comanda supapelor de evacuare: 42 grade RAC.

Fiecare arbore cu came este reglat folosind doua supape de control care sunt actionate de la presiunea circuitului de ungere din motor [24].Lantul de distributiei al motorului de 3, 6 l V6 FSI, este prezentat in fig.3.42 [ 24 ]. Motorului mai contine si sistemul de transmisie prin curele trapezoidale, alcatuit din:

26

- fulia pentru cureaua trapezoidala montata pe arborele cotit; - fulia pompei de lichid de racire; - rola de tensionare curea; - fulia alternator; - rola de ghidare; si fulia compresor pentru are conditionat [24].

Fig. 3.42.Lantul de distributiei al motorului de 3, 6 l V6 FSI,de 206 kW la 6200 rot/min[24]:1- pinionul arborelui cotit ; 2- lantul primar cu zale si role ; 3- lantul cu zale si role al arborelui cu came; 4- antrenare pompa de combustibil; 5-antrenarea arborelui cu came de admisie ; 6-antrenarea arborelui cu came de evacuare ; 7- intinzatorul hidraulic al lantului primar; 8- antrenarea pompei de ulei ; 9-intinzatorul hidraulic al lantului arborelui cu came.

Lantul de antrenare cu role este plasat in partea transmisiei motorului. Transmiterea miscarii in sus de la arborele motorului se face cu lantul cu role primar si cu lantul cu role pentru antrenarea arborilor cu came. Lantul cu role primar este antrenat de la arborele cotit. El antreneaza lantul cu role al arborele cu came si pompa de ulei prin intermediul unei roti de lant. Lantul cu role al arborelui cu came antreneaza doi arbori cu cane si o pompa de combustibil de inalta presiune. Fiecare lant este precis tensionat cu ajutorul unui intinzator hidraulic de lant. Pompa vacumatica montata pe motor poate fi de tip mecanic, sau, de tip electric in cazul motoarelor montate pe automobilele Touareg, care au cutie de viteze cu transmisie automata. Sistemul electronic de comanda pentru acest sistem cu cutie de viteze automata este prezentat in paragraful 5.2. Pompa de vacum asigura suficient vacum, care poate fi intrebuintat de toti consumatorii conectati la sistemul de vacum al motorului. Pompa de vacum este antrenata impreuna cu pompa de combustibil de inalta presiune prin lantul de transmisie al motorului. Pompa de vacum este montata in capul cilindrilor. Motorul de 3,6 litrii V6 R36 FSI, are colectorul de admisie a aerului de tipul cu admisie variabila[ 24 ].

27

Functionarea colectorului cu admisie variabil pentru acest motor este prezentat in figura 3.43. Colectorul pentru admisie variabila a aerului se acordeaza dupa principul rezonantei la incarcatura si este proiectat ca o supapa spatiala, care deschide al doilea canal de admisie al areului si asigura oscilatia ritmica a aerului aspirat. Aceasta permite cresterea presiunii in cilindrii la aspiratia aerului si o mai buna functionare a cilindrilor [24].

Fig.3.43. Functionarea colectorului cu admisie variabila [24].

Supapa spatiala montata in galeria de admisie permite prin comanda sa, realizarea oscilatiei admisiei de aer prin doua conducte ale galeriei de admisie. Cand supapa de aer este deschisa curentul de aer din cele doua conducte se insumeaza, sau, admisia lucreaza cu o singura teava cand supapa de aer din gaslerie este inchisa. Acest sistem permite sa se modifice cresterea presiunii in cilindrii. Pentru turatia motorului cuprinsa in intervalul 0 - 1200 rot/min, supapa pentru comanda admisiei este pusa in pozitia de putere. Clapeta supapei de comanda nu este actionata de unitatea de putere. Vacumul creat de unda de pornire in procesul de admisie este reflecatat de capatul conductei de putere si returnat la supapa de admisie dupa un timp scurt. Pentru viteza motorului intre 1200-4000 rot/min, clapeta supapei de admisie este actionata de unitatea de control a motorului. Aerul ajunge direct in cilindrii de la colectorul de rotire in conducta spiralata de admisie.

Sistemul pentru recircularea interna a gazelor de evacuare inapoi in cilindrii motorului, EGR intern, este indicat in figura 3.44 [24].Reciclarea interna a gazelor evacuate din cilindrii contracareaza formarea oxidului de azot NOx in noxele de poluare a atmosferei [24]. Cu sistemul de reciclare externa a gazelor de evacuare se reduce formarea NOx, insa prin reducerea temperaturii combustiei care se desfasoara in cilindrii motorului. Aici, gazelor recirculate din galeria de evacuare sunt mai intai trecute printr-un racitor, dupa care sunt mixate cu aer proaspat si introduse din nou in cilindrii. Sistemul asigura o usoara oxigenare a gazelor de combustie recirculate in mixtura proaspat formata din combustibil-aer

28

Fig.3.44. Sistemul de recirculare interna a gazelor de evacuare in motor[24].

Avantajele si modul cum lucreaza sistemul de recirculare interna a gazelor arse, sunt prezentate mai jos [24].In timpul cursei de evacuare supapele de admisie si evacuare sunt deschise. Admisia este asigurata de o mare varietate vacumatica produsa pe galeria de admisie, astfel incat, gazele de evacuare provenite din camera de combustie a motorului sunt introduse din nou in cilindrii, printr-o legatura inversa cu camera de combustie, in urmatorul ciclu de combustie.Avantajele recircularii interne a gazelor de evacuare [24 ]:

-reducerea consumului de combustibil, prin procesul de incarcare al cilindrilor cu noua incarcatura in care se regasesc si gaze de evacuare;-un nivel larg de functionare al motorului in regim de sarcini patiale obtinut prin recircularea gazelor arse;-functionare linistita a motorului; -recircularea gazelor de evacuare este posibila cand racirea motorului este accentuata, folosind un sistem de racire cu o constructie speciala ( v. fig.3.134.)

3.3. Alimentarea MAS prin jiglaj ( carburatia). Solutia clasica de alimentare noneuro. [ 11 ]

Rolul sistemului de alimentare consta in a prepara amestecul proaspat (amestecul carburant) si in debitarea acestuia in cilindrii motorului. Sistemul la MAS prin jiglaj este format din urmatoarele elemente: a)- elemente care asigura debitarea benzinei – rezervorul, filtrul de combustibil, decantorul, pompa de alimentare cu membrana, indicatorul de nivel; b)- elemente care asigura debitarea aerului - filtru de aer, amortizorul de zgomot al admisiei; c)- elemente care asigura prepararea amestecuilui proaspat cu dozaj corespunmzator- carburatorul; d) elemente care asigura introducerea amestecului proaspat in cilindriimotorului - colectorul de admisie.

29

In principiu, procesul de alimentare al MAS prin jiglaj se desfasoara conform schemei din fig. 3.45.

Fig.3.45.In figura 3.45 este prezentata schema constructiva de principiu a unui carburator elementar impreuna cu instalatia de alimentare cu combustibil si aer. Carburatorul elementar este constituit dintr-o camera de nivel constant 5, in care se monteaza plutitorul 7 si supapa de admisie a combustibilului 8 ( acul obturator), o camera de amestec 13 care contine difuzorul 11 si obturatorul 14, tubul; pulverizator 12, care contine jiglerul (piesa cu orificiul calibrat). Capatul pulverizatorului 12 este situat in sectiunea cea mai mica a difuzorului, unde depresiunea care se formeaza la trecerea aerului este maxima.Orificiul se plaseaza la o inaltime h = 2-6 mmpeste nivelul combustibilului din camera de nivel constant, pentru a preveni curgerea benzinei cand motorul nu functioneaza.Functionarea carburatorului elementar se bazeaza pe principiul pulverizarii combustibilului intr-un curent de aer datorita diferentei de presiune. Benzina din rezervorul 1, se aspira prin filtrul 2 de catre pompa cu membrana 3 si refulata prin conducta 4in camera de nivel constant5.Camera de nivel constant cu plutitorul 7, si cu acul obturator 8, au rolul de a mentine in carburator un nivel condstant al benzinei.Cand nivelul benzinei din canera de nivel constant ajunge pina la inaltimeanecesara, plutitorul se ridica, iar acul opreste intrarea benzinei.Pe masura ce benzina este consumata de motor, nivelul in camera de nivel scade, plutitorul coboara si acul obturatir permite patrubderea benzinei, pana cand plutitorul se ridica din nou inchizind intrarea cu acul obturatorului.Asigurarea unui nivel constant al benzinei in camera de nivel constant este necesara pentru un dozajul corect, deoarece debitul jiglorului de combustibil depinde de inaltimea coloanei de lichid.Pulverizatorul 12 prin orificiul calibrat, asigura dozarea curgerii benzinei din camera de nivel constant in curentul de aer.Jiglorul principal de combustibil se amplaseaza de obicei la partea inferioara a pulverizatorului in varianta „ inecat” avand avantajul ca favorizeaza formarea amestecului.Difuzorul 11 asigura conditiile necesare pentru pulverizarea combustibilului. El trebuie sa asigure depresiunea necesara si viteza necesara a amestecului pentru realizarea unei pulverizari cat mai fine si a unei vaporizari cat mai complete a benzinei.Difuzorul are forma unui ajutaj convergenr- divergent. La nivelul sectiunii minime, viteza aerului Wa atinge valoarea maxima (Wa = 80-100 m/s), iar presiunea Pd valoarea minima, respectiv depresiunea maxima ( v. figura 3.45, a).Cu cat viteza de curgere a aerului prin difuzor este mai mare , cu atat pulverizarea este mai buna. Pentru marirea vitezei se utilizeaza camera de amestec cu doua sau trei difuzoare.

30

Clapeta 14 ( obturatorul) serveste la variatia cantitatii de amestec carburant care intra in cilindrii motorului. Obturatorul este pus in legatura cu pedala de acceleratie , prin care se face comanda motorului.Functionare. In timpul admisiei , prin deplasarea pistonului de la PMI la PME, se creiaza in cilindrul motorului o depresiune. Datorita acestei depresiuni, aerul intra in racordul de admisie al carburatorului.La trecerea prin difuzor, viteza aerului se mareste, iar presiunea scade. Datorita diferentei de presiune dintre camera de nivel constant, in legatura cu atmosfera prin orificiul 9, si difuzor, are loc curgerea benzinei prin jiglorul pulverizatorului. Debitul de benzina este determinat de depresiunea care se creiaza in difuzor si de sectiunea jiglorului.La sarcina plina, viteza aerului in difuzor este de Wa = 80-100 m/s, iar a combustibilului Wc= 4-6 m/s. Datorita diferentei mari de viteza, are loc o frecare intensa intre cele doua fluide determinand pulverizarea combustibilului . Picaturile de combustibil se vaporizeaza in mare parte in camera de amestec 13, iar turbulenta care apare in curentul de aer, contribuie la omogenitatea amestecului.Vaporii si picaturile mici de combustibil sunt antrenate de curentul de aer spre cilindru.Picaturile mari se desprind de curentul de amestec si se depun pe peretii carburatorului si ai colectorului de admisie, formand o pelicula lichida de benzina , care se deplaseaza incet spre cilindru fiind antrenata prin frecarea de curentul de amestec.Pentru vaporizarea acestei parti de benzina se utilizeaza preincalzirea conductei de admisie de catre gazele de evacuare sau lichidul de racire.

Dezavantajele carburatorului elementar.Pentru exploatarea curenta a masinii carburatorul trebuie echipat cu o serie de dispozitive auxiliare. In figura 3.46 este prezentata variatia compozitiei incarcaturii proaspete in functie de sarcina la turatie constanta. Variatia pozitie obturatorului (sarcina motorului) are o influienta maxima asupra compozitiei amestecului proaspat. Cu ajutorul acestor curbe se pot gasi compozitiile de amestec care corespund puterii maxime dezvoltate de motor si consumul minim de combustibil. Daca compozitaia amestecului carburant variaza dupa curba 1 (fig.3.46,a), motorul functioneaza in regim de economicitate maxima (amestec economic). La o variatie a amestecului corespunzator curba 3, motorul va functiona in regim de putere maxima (amestec de putere). Curbele 1 si 3 arata ca poate fi aleasa o compozitie de amestec la care puterea maxima a motorului la o sarcina data sa corespunda cu economicitatea maxima. Curba 2 reprezinta variatia compozitiei amestecului carburant care ar trebui sa corespunda unui carburator ideal. Notatiile facute in fig, 3.46,b corespund pentru: a- domeniul sarcinilor mici la mers in gol, unde functioneaza dispozitivul de mers in gol (DMG); b- domeniul sarcinilor mijlocii, in care functioneaza dispozitivul principal de dozare(DPD); c- domeniul sarcinilor mari la care functioneaza dipozitivul de putere (DP). Acest dezavantaj al carburatorului elementar nu poate fi eliminat prin schimbarea depresiunilor.In carburatorul elementar se poate alege compozitia amestecului numai pentru un anumit regim de functionare a motorului sau pentru variatia lui in limite foarte stranse.Rezulta de aici, ca pentru motoarele masinilor de tractiune si transport, in care sarcina si turatia variaza in limitelargi, carburatorul elementar nui este indicat.Un alt dezavantaj , consta in faptul ca, pornirea motorului echipat cu carburator elementar este dificila, deoarece pentru pornire este necesar un amestec foarte bogat in benzina, iar carburatorul nu poate pregati acest amastec din cauza depresiunii foarte mici din difuzor.Din aceste motive carburatoarele sunt prevazute cu o serie de dispozitive auxiliare, care elimina dezavantajele carburatorului elementar.

NOTA[7]:

Formarea amestecului carburant la MAS se poate realiza atat in exteriorul cilindrului ( carburator, injectie indirecta), cat si in interiorul acestuia( injectie directa).

31

Procesele de aprindere si de ardere sunt puternic dependente de cantitatile de aer si de combustibil ce participa la formarea amestecului carburant. Proprietatile lor in amestec sunt descrise pe baza unui criteriu numit dozaj. Dozajul poate fi apreciat in diferite moduri. Astfel, raportul dintre cantitatea de combustibil si cea de aer se numeste coeficient de dozaj:

d= Gcomb/Gaer.

Functie de proportia celor doua componente in amestec pot fi deosebite trei situatii distincte. Atunci cand cantitatea de combustibil, Gcomb, ii corespunde cantitatea stricta necesara de aer pentru arderea completa teoretica, dozajul se numeste teoretic sau stoichiometric. In cazul in care cantitatea de combustibil este in excces fata de cazul precedent, dozajul se numeste bogat, iar daca cantitatea de combustibil este mai mica, dozajul se numeste sarac. Arderea teoretica a 1kg de combustibil necesita 15 kg de aer, rezultand valoarea coeficientului de dozaj stoichiometric: d1= 1/15= 0,0666,

Pentru facilitarea scrierii se prefera inversul coeficientului de dozaj:

1/d = Gaer/Gcomb.

In acest mod dozajul teoretic este precizat de valoarea:

dt =15/1 = 15.

Pentru a permite unificarea modului de exprimare si de calcul la aprecierea calitatii amestecului se foloseste coeficientul de exces de aer. Acesta exprima raportul dintre cantitatea de aer de care dispune 1kg de combustibil G aer, si cantitatea de aer necesara pentru arderea teoretica a acestei cantitati de combustibil Gaert:

L = Gaer/Gaert.

Incarcarea motorului este apreciata prin sarcina motorului. Acest parametru exprima gradul de incarcare al motorului, la o anumita turatie, raportat la o incarcare de referinta. Sarcina se poate aprecia prin coeficientul de sarcina:

X= Pe/Pe const.

Adica, prin raportul dintre puterea efectiva dezvoltata de motor si puterea efectiva continua a motorului la aceiasi turatie. Pe baza coeficientului de sarcina pot fi determinate urmatoarele situatii:

X=0 sarcina nula; 0<X<1 sarcini partiale; X=1 sarcina plina; 1<X<cca1,1 suprasarcina; X= cca 1,1 sarcina totala.

Pe baza valorilor factorilor si parametrilor functionali, in primul rand turatie si sarcina poate fi precizat regimul functional al motorului. Cand valorile acestor factori nu variaza in timp, motorul este in regim stabilizat. Trecerea de la un regim stabilizat la altul se face intr-un anumit interval de

32

timp, in care motorul parcurge un regim tranzitoriu. In stabilirea unui regim functional apar diferiti factori ce dicteaza o anumita durata a proceselor tranzitorii. Regimul termic al motorului (starea de temperaturi ale pieselor sale) are cea mai mare durata necesara pentru atingerea nivelului corespunzator invariabil dintre toti factorii care precizeaza regimul functional. Prin modul de serviciu al motorului se intelege modul de utilizare in timp a acestuia.

Legatura dintre coeficientul de exces de aer si coeficientul de dozaj (notat si alfa) este: L = 1/d

Dispozitivele auxiliare ale carburatorului. In exploatare, motorul masinilor de tractiune si transport functioneaza in urmatoarele regimuri caracteristice[ ]:a)- pornirea motorului, la care este necesar un amestec foarte bogat, d = 0,2-0,6;b)- mersul in gol si la sarcini mici, la care este necesar un amestec bogat d = 0,6-0,8;c)- sarcini mijlocii, la care motorul functioneaza cu un amestec aproipiat de cel economic, d = 0,9-1,15;d)- sarcini mari, la care carburatorul trebuie sa furnizeze un amestec apropiat de cel de putere, d = 0,9-0,9;e)- trecerea brusca de la sarcini mici la sarcini mijlocii sau mari, la care carburatorul trebuie sa asigure trecerea rapida la dozaje coresunzatoare sarcinii motorului.Aceste conditii sunt satisfacute de carburatorul echipat cu urmatoarele dispozitive: dispozitivul de pornire, mers in gol si progresiune (DPMGP); dispozitivul principal de dozare (DPD); dispozitivul de putere(DP) sau economizorul (E); pompa de acceleratie (PA).

Domeniile de functionare ale dispozitivelor auxiliare ale carburatorului, la diferite regimuri de incarcare a motorului, sunt prezentate in figura 3.47.Aceste domenii sunt situate sub curba caracteristicii de turatie a motorului (curba fg). Punctul h corespunde turatiei de pornire a motorului si, se gaseste sub abscisa, deoarece la pornire puterea este aplicata din exterior, prin actionarea electromotorului de catre baeria de acumulatorii, pentru a permite rotirea ambielajului (deplasarea pistoanelor in cilindrii) si a antrenarea sistemelor auxiliare, a ruptorului- distribuitor, a mecanismul de distributie, a pompelor de ungere si racire, etc. Sub curba ab se gaseste domeniul de mers in gol si cel al sarcinilor mici si este asigurat de dispozitivul de mers in gol(DMG).

Fig.3.46,a si b.[11] Fig.3.47.[11] Deasupra curbei ab se gaseste domeniul sarcinilor mijlocii, in care compzitia amestecului proaspat este asigurata de dispozoitivul principal de dozare (DPD).La turatii cuprinse in zona bc, viteza aerului in difuzor este mare, (DMG) nu mai functioneaza , iar prepararea amestecului se face de catre (DPD). Trecerea de la sarcini mijlocii la sarcini mari ,

33

corespunde curbei de. In afara de (DPD) care functioneaza pana la sarcina maxima, intra in functionare si dispozitivul de imbogatire a amestecului pana la dozajul corespunzator puterii maxime, dispozitivul de putere (DP) sau economizorul (E).La trecerea brusca de la sarcina de mers in gol sau de la sarcini mici ( curba ab) la plina sarcina ( curba fg), functioneazxa pompa de acceleratie (PA), care produce o imbogatire a amestecului proaspat corespunzatoare incarcarii motorului.

In figura 3.48, sunt prezentate curbele de variatie ale puterii Pe si ale consum specific de combustibil Ce, in functie de coeficientul de exces de aer (a) determinat pe cale experimentala. Curbele I si I corespund deschiderii complete a obturatorului , iar celelalte s-au inregistrat la deschideri partiale. Din analiza curbelor din figura 3.48, rezulta urmatoarele:

Fig.3.48 [ 11 ].- puterea maxima a motorului se obtine pentru ab. De accea functionarea cu un reglaj al

carburatorului pentru puterea maxima provoaca un supraconsum de combustibil;- la orice deschidere a obturatorului , puterea maxima se obtine pentru a < 1 (amestec bogat),

care este cu atat cai mic cu cat carburatorul este mai inchis;- la sarcini reduse, consumul specific minim Cemin , curba III, se obtine tot pentru un amestec

bogat. Aceasta se explica ca, la functionmarea cu clapeta putin deschisa, datorita conditiilor nefavorabile pentru pulverizare, numai o parte din cantitatea de combustibil partcipa la amestec. De accea , pentru ca motorul sa functioneze stabil, la sarcini reduse, este necesara debitarea unei cantitati mai mari de combustibil.

- pe masura cresterii sarcinii, deci pe masura deschiderii obturatorului se imbunatatesc conditiile de puverizare si vaporizare, din care cauza, economicitatea motoruluise imbunatateste. Economicitatea maxima se obtine pentru un coeficient de exces de aer a = 1,07-1,15;

- puterea maxima se obtine pentru un coeficient de exces de aer a = 0,8-0,9. si obturatorul complet deschis.

3.4. Tendinte si tehnologii noi folosite in constructia motoarelor ecologice[7].

3.4.1.Utilizarea injectiei electronice la motoare cu aprindere prin scanteie[3].

34

Echipamentele de injectie destinate motoarelor cu aprindere interna trebuie sa asigure : presiuni suficient de mari ale combustibilului , necesare pulverizarii foarte fine a acestuia ; dozarea precisa a cantitatii de combustibil pe ciclu ; declansarea controlata a injectiei ; introducerea combustibilului in cilindru motorului sau in colectorul de admisie si pulverizarea acestuia ; distributia cat mai uniforma a combustibilului intre cilindrii motorului . Prin implicarea intr-o masura , din ce in ce mai mare , la realizarea acestor conditii , s-au dezvoltat echipamente electronice de injectie . Elementele de baza utilizate in acest sens sunt unitatile electronice de comanda si control , traductoarele de masura mecano-electrice si elementele de executie care transforma semnalele electrice in marimi mecanice . In domeniul unitatilor de control s-au impus controlul computerizat , bazat pe microprocesoare . Asigurarea presiunii necesare pulverizarii fine a combustibilului este realizat cu ajutorul pompelor de injectie sau al pompelor de alimentare . Aceste pompe sunt antrenate cu ajutorul unor motoare electrice alimentate de la bateria de acumulatoare .In cazul controlului electronic , blocul electronic comanda in mod corespunzator o electrovalva (montata la admisiunea combustibilului in pompa) sau actioneaza cremaliera pompei de injectie (cu ajutorul unor elemente de executie adecvate). In principal echipamentul electronic de injectie realizeaza dozajul optim pentru fiecare regim de functionare a motorului . Asigurarea acestui optim implica dificultati deosebite din punct de vedere tehnic . Pentru depasirea acestor dificultati se utilizeaza dependente cunoscute intre cantitatile de aer si de benzina si unii parametrii ai motorului ca : depresiunea din colectorul de admisie, turatia, pozitia obturatorului etc.Cantitatea de aer aspirata in motor poate fi exprimata in functie de parametrii functionali mentionati. Pentru determinarea cantitatii de benzina trebuie sa se tina seama de presiunea de injectie, sectiunea de curgere din injector si durata injectiei. Pentru valori constante ale presiunii de injectie si ale sectiunii de curgere din injector, modificarea cantitatii de benzina injectate pe ciclu se poate realiza prin modificarea duratei injectiei. Partea electronica de comanda a echipamentului de injectie asigura modificarea corespunzatoare, dependenta de regimul de functionare al motorului, a timpului de deschidere a injectorului fara dificultate si cu suficienta precizie. Debitul de benzina injectat in cilindru trebuie corectat intr-o serie de situatii cum ar fi : regimuri tranzitorii de functionare a motorului, pornirea la rece etc. De asemenea, se impun corectii inclusiv in functie de o serie de parametrii : temperatura lichidului de racire, temperatura aerului admis in cilindru, temperatura uleiului, presiunea atmosferica (corectia altimetrica). Timand seama de toate acestea, echipamentele de injectie de benzina se structureaza ca in figura 3.49.

Fig.3.49. [7].

O pompa de alimentare aspira benzina din rezervor si o refuleaza catre injectoarele electromagnetice. Presiunea in amontele injectoarelor este mentinuta constanta cu ajutorul unui regulator de presiune. Acesta returneaza catre rezervor excesul de benzina refulata de pompa de alimentare . Debitul pompei de benzina trebuie sa permita regulatorului de presiune sa asigure presiunea de alimentare constanta necesara pentru toate conditiile de functionare a motorului .

35

Injectoarele electromagnetice cate unul pentru fiecare cilindru al motorului , sunt deschise o data pe ciclu, la o rotatie a axului cu came, prin actiunea unor impulsuri adecvate, provenite de la unitatea electronica de comanda . Durata impulsurilor de comanda , stabilita de unitatea electronica de control, depinde de sarcina motorului, de turatia motorului, precum si de o serie de marimi de corectie. Toate aceste marimi sunt implicate in dimensionarea duratei injectiei (dozajului) sunt determinate cu ajutorul unor traductoare adecvate, fiind transmise unitatii electronice de comanda sub forma de marimi electrice.

3.4.2. Structura instalatiilor de alimentare prin injectie de benzina cu comanda electronica[7].

Firma Bosch a dezvoltat practic toate tipurile existente in prezent de instalatii de alimentare prin injectie de benzina, aducand cele mai mari contributii teoretice si tehnice in domeniu .Unele procedee de injectie utilizate la motoarele cu aprindere prin scanteie sunt prezentate in paragraful 3.5. In figura 3.50 este prezentata, la nivel de schema bloc, conceptia de baza a acestor echipamente, asa cum a rezultat din instalatia dezvoltata initial de firma Bosch [ 7 ].Instalatia este de tipul cu injectie intermitenta in galeria de admisie , cu distributia jetului in poarta suipapei de admisie. Fiecare cilindru al motorului ii este asociat cate un injector electromagnetic 5, actionat o singura data pe ciclu (pe durata admisiei). Benzina din rezervorul 1 este furnizata injectoarelor electromagnetice 5 cu ajutiorul unei pompe de alimentare 3.

Fig.3.50.[ 7 ]. Presiunea benzinei in avalul pompei de alimentare este mentrinuta riguros constanta prin intermediul regulatorului de presiune 4. Presiunea are o valoare de 2 daN/cmp, rezultata ca un compromis acceptabil intre necesitatea de formare a unui amestec calitativ superior si camplexitatea elementelor componente ale instalatiei de alimentare.Reglarea cantitatii de benzina (dozajului) in concordanta cu regimul de functionare al motorului se face prin controlul duratei de deschidere a injectoarelor electromagnetice. Aceasta functie esentiala se realizeaza utilizand unitatea electronica de comanda 12. Pentru reducerea costurilor partii electronice a instalatieri de injectie (etajele de iesire de putere), injectoarele electromagnetice au fost cuplate in grupe de cate doua, la motoarele cu patru cilindrii, sau in grupe de cate trei, la motoarele cu sase cilindrii.Semnalele emise de unitatea electronica de comanda se transmit astfel grupelor de injectoare electromagnetice, fig 3.50.

36

Momentul in care se comanda actionarea (deschiderea) injectoarelor din fiecare grupa este precizat de semnalul dat de un declansator de impulsuri, incorporat in capacul distribuitorului 11.Informatiile cu privire la regimul de functionare a motorului sunt introduse in blocul electronic de comanda de catre intrerupatorul obturatorului 8 (pentru determinarea regimului de mers in gol), intrerupatorul manometric 9 (pentru identificarea regimului de sarcina plina), traductorul de presiune 10 (pentru estimarea sarcinii), traductorul de temperatura 14 (pentru corectii). Turatia motorului este determinata de de blocul de comanda pe baza frecventei impulsurilor de declansare emise de declansatorul de impulsuri din distribuitorul 11.In urma prelucrarii acestor informatii, utilizand informatiile memorate in unitatea electronica de comanda se stabilesc durata de deschidere a injectoarelor corespunzatoare regimului de functionare respectiv si deci cantitatea de benzina injectata pe ciclu.Pentru fiecare tip de motor, in unitatea electronica sunt memorate informatii cu privire la dependenta dintre cantitatea de benzina injectata pe ciclu si parametrii corespunzatori fiecarui regim de functionare (prin intermediul timpului de deschidere al injectorului). Dependentele se stabilesc anticipat la standul de probe cu unitati de comanda controlate manual, pe baza unor criterii cum ar fi: consumul specific efectiv de combustibil minim , momentul motor efectiv maxim si emisiile poluante minime. Rezultatele experimentale sunt memorate in unitatea electronica a echipamentului de injectie, tabelar sau sub forma de curbe de variatie a timpului de deschidere a injectoarelor functie de turatie, avand ca parametru variabil fie depresiunea din colectorul de admisie, fie pozitia obturatorului (sarcina), fig. 3.51 si 3.52.[3]. Figura 3.51. exprima timpul de deschidere al injectoarelor (in ms), in functie de nivelul depresiunii din galeria de admisie dp (in daN/cmp) si turatia motorului (in rot/min). Figura 3.52. reprezinta curbele de variatie ale timpului de deschidere a injectorului (in ms) in functie de sarcina motorului reprezentata de unghiul de deschidere al clapetei obturatorului ( in grade) si turatia motorului (in rot/min).Traductorul de presiune existent in instalatia electronica de injectie trebuie sa fie de o precizie deosebita pentru a permite reproducerea cu fidelitate a dependentelor. O serie de regimuri de functionare necesita tratari specifice, care nu pot fi descrise de caracteristicile de tipul celor din figurile 3.51 si 3.52.

Fig.3.51.[ 7 ]. Fig.3.52[ 7 ]. In acest caz, se prevad dispozitive de corectie adecvate. Astfel, la plina sarcina, cand este necesara imbogatirea amestecului, determinarea regimului functional respectiv se face masurand depresiunea din galeria de admisie cu ajutorul intrerupatorului manometric 9.In cazul mersului in gol fortat, din considerente de economicitate, se intrerupe alimentarea cu combustibil. Situatia de mers in gol este detectata cu ajutorul intrerupatorului obturatorului 8. Pornirea motorului la rece impune corectarea amestecului in sensul imbogatirii acestuia. In acest scop se foloseste un traductor de temperatura care contine rezistente dependente de temperatura, a caror marime influienteaza durata de deschidere a injectoarelor electromagnetice si dispozitivul de aer suplimentar 15. In schema bloc din figura 3.50, mai apar: 2- filtru de benzina; 6 – filtru de aer; 7 – obturatorul; 13 – bateria de acumulatoare.

37

Dezvoltarea in continuare a schemelor de tipul celor prezentate in figura 2.50, a fost sustinuta de progresul tehnologic spectaculos in domeniul industriei de componente electronice si impusa de cerintele concrete din ce in ce mai restrictive ale legislatiei internationale privind protectia mediului, care prevede o precizie de dozare deosebit de ridicata pentru toate regimurile de functionare ale motorului; un consum specific de combustibil si emisii poluante din gazele de evacuare cat mai mic. Pentru controlul dozajului in bucla inchisa , in circuitul de reactie trebuie sa fie folosit un senzor care sa permita, printr-un porocedeu oarecare, sa se extraga informatii despre valoarea de exces de aer Lambda.Aceasta functie este realizata de sesizorul Lambda, ce transmite la intrarea unitatii de control o tensiune de semnal purtand informatii despre compozitia instantanee a amastecului aer – benzina. Metoda de masurare folosita se refera la prezenta oxigenului in gazele de evacuare. In cazul amestecurilor sarace, in gazele de evacuare va fi prezent oxigenul, in tim ce pentru amestecuri bogate, concentratia de oxigen se va reduce drastic. Senzorul Lambda este montat in galeria de evacuare pentru a se mentine la temperatura necesara, prin incalzirea asigurata de gazele de evacuare fierbinti. Curba de tensiune a senzorului Lambda, functionand la o temperatura de 600 de grade este prezentata in figura 3.53, iar in figura 3.54, se indica schematic dispunerea senzorului in galeria de evacuare [ 7 ].

Fig.3.53. [ 7 ]. Fig.3.54. [ 7 ].

Notatiile facute in figura 3.54 sunt urmatoarele :1-senzor ceramic; 2-electrozi; 3-contacte; 4-contact electric la carcasa; 5- galerie de evacuare; 6- invelis ceramic protector[7]

Senzorul Lambda patrunde in fluxul gazelor de evacuare si este proiectat in asa fel incat electrodul extern sa fie inconjurat de gazele de evacuare , iar electrodul intern sa fie in contact cu aerul atmosferic . Senzorul este construit dintr-un element din ceranica speciala , acoperit cu electrozi din platina microporoasa. Functionarea se datoreaza materialului ceramic care este poros si care permite difuzia oxigenului prezent in aer. La temperaturi ridicate devine conducator si daca concentratia de oxigen de pe o fata difera de cea de pe cealalta fata, intre electrozi se genereaza o tensiune electromotoare. In zona amestecului stoechiometric ( = 1,00 ) apare un salt in curba de tensiune de iesire a senzorului. Tensiunea obtinuta astfel este rezultatul masurarii compozitiei gazelor de evacuare, respectiv al prezentei oxigenului. Descrierea unor tipuri de senzori si actuatori folositi frecvent la motoare moderne si autovehicule, este data in capitolul intitulat “ Senzori si echipamente de stand pentru testarea motoarelor ecologice “ In concluzie, putem spune ca, injectia de benzina este net superioara tuturor sistemelor de carburatie din acest punct de vedere.

3.4.2.1. Avantajele injectiei electronice[7]. Injectia electronica asigura cresterea puterii litrice, economicitatea mororului si reducerea emisiilor poluante. Aceste avantaje sunt date de posibilitatea optimizarii procesului de ardere. Injectia

38

electronica coreleaza permanent debitul de combustibil cu debitul de aer in functie de calitatea mediului , in consecinta creste puterea cu 15% si scade consumul de combustibil cu 12-15 % .Motoarele Renault au un sistem de reglaj al presiunii in functie de turatie. Debitul este o functie liniara de presiunea din colectorul de admisie. Presiunea aerului din colectorul de admisie determina timpul de baza al injectiei , valorile sunt corijate in functie de imbogatirea amestecului. Motoarele Renault au sistemul de injectie de tip simultan. Sistemul de injectie se afla si sub controlul avansului la aprindere si a comenzii bobinei de inductie. Avansul la aprindere este corijat de temperatura apei, temperatura aerului, detectarea turatiei, detectarea acceleratiei.Calculatorul este amplasat intr-o cutie izolata termic si electric in compartimentul motor. Alimentarea se face cu pompa electrica la rampa injectoare unde presiunea trebuie sa fie constanta de 2-2,5 bar, lucru care se realizeaza cu un regulator de presiune al carburatorului, acesta este controlat de presiunea din galeria de admisie.Sistemul de relee de comanda a pompei de combustibil deschide ventilul de mers in gol facand bay-pas pentru cutia de clapete, deci dozeaza cantitatea de aer pentru pornire.

Informatiile care intra in unitatea electronica de comanda sunt primite de la: temperatura aerului, temperatura apei, presiunea aerului, turatie, sonda de oxigen, baterie, viteza autovehiculului, informatii asupra arderii cu detonatie, informatii asupra demararii, informatii asupra potentiometrului clapetei de acceleratie, ventilul de mers in gol.La randul sau unitatea electronica de comanda actioneaza asupra: pompei de combustibil, injectoarelor, avansului la aprindere si regulatorului de presiune. Schema de principiu al unui calculator tipic este prezentata in figura 3.55.Regimul de pornire. In cazul pornirii la rece o mica parte din combustibil este vaporizat si participa la ardere. Atunci cand se demareaza pornirea, releul demarorului trimite un semnal calculatorului care indica faptul ca motorul se afla intr-o faza de pornire. Calculatorul adopta valorile timpului de injectie in functie exclusiva de temperatura lichidului de racire.Calculatorul determina timpul de conductie la bobina de inductie. In timpul ciclului de pornire, injectoarele sunt excitate la jumatate, deci in momentul in care nu se mai actioneaza de contact si motorul depaseste 1000 rot/min, motorul este lansat si calculatorul adopta procedura normala de functionare.Deoarece la rece cuplul rezistent este mare, pentru a realiza turatia motorului de mers in gol se adauga o cantitate suplimentara de aer.Aici exista doua sisteme: - un sistem care se bazeaza pe deschiderea cu 2 grade a clapetei de aer. Clapetele sunt legate la un

resort termostatic influientat de temperatura lichidului de racier. In cutia de comanda exista legatura clapetelor cu o cama legata la resortul termostatic. In momentul in care temperatura lichidului de racier este de 70 de grade, cama ramane in pozitie neutra.

- al doilea sistem este prin bay-pas cu ventilul de reglare, calculatorul pozitioneaza ventilul pentru deschidere maxima.

Informatia privind viteza autovehiculului. Un generator de impulsuri este plasat la tabloul de bord sau este un sensor pe arborele secundar al cutiei de viteze, informand calculatorul asupra vitezei autovehiculului.Informatia privind viteza autovehiculului este necesara pentru limitarea presiunii turbo (la viteza mai mare de 100 km/h, apare o crestere a presiunii in colectorul de admisie).

39

Fig.3.55[27]. Intreruperea la deceleratie si la vehicul oprit, a injectiei, se face pentru motive economice in faza de deceleratie.Atunci cand clapetele sunt complet inchise, injectoarele nu mai sunt comandate. Injectia se restabileste la deschiderea clapetelor.Corectarea tensiunii de la baterie. Pentru a compensa timpul de deschidere a injectoarelor, timpul de injectie electronica aplicat la injectoare, acest timp este functie de puterea bateriei.Presiunea atmosferica memorizata de calculator si este masurata la fiecare pornire. La eliminarea contrapresiunii din esapament la o presiune constanta in colectorul de admisie, calculatorul comanda o diminuare a amestecului de combustibil mai ales la sarcini reduse si mers in gol.In SOFT-ul calculatorului este introdusa proprietatea de detectare a defectiunilor aparute (se aprinde un semnal la bord, si memoreaza defectiunea). 3.4.2.2. Motoare cu injectie mixta.

Motorul Mercedes CGI , cu injectie mixta, obtine performante ridicate, si consum scazut folosind o tehnologie de varf ce include un compresor, racire intermediara, 4 supape pe cilindru, distributie variabila si dispozitiv de asistare electronic adaptiv. Noua tehnologie combina reciclarea gazelor de evacuare cu injectia secundara de aer in injectia directa de benzina, astfel incat sa satisfaca standardele de emisii poluante EURO 4. Peste 35% din gazele arse pot fi recirculate si rearse, functie de sarcinile de lucru ale motorului, rezultatul fiind o reducere importanta a emisiilor de oxid de azot. In procesul injectiei directe, aerul si combustibilul nu sunt mixate pana ce acestea nu ajung in camera de ardere, combustibilul este pulverizat in cilindru sub un unghi de 42 de grade, si in functie de sarcina de lucru, foloseste o presiune cuprinsa intre 50-120 de bar. Motorul are doua guri de admisie separate la care curgerea aerului a fost riguros procesata. Gurile de admisie asigura o turbionare eficienta a amestecului carburant, pentru a asigura o ardere optima, care sa conduca la inbunatatirea performantelor motorului, si reducerea emisiilor poluante. Sistemul de diagnoza de la

40

bord, urmareste permanent eficienta convertizorului catalitic si a sistemului de aprindere, controland supapa electrica de curatare si senzorul de oxigen, adica sonda Lambda.

3.4.2.3. Sisteme electronice de control a injectiei si aprinderii [ 7,17 ].

In continoare se prezinta, unele solutii de control, utilizate de principalele sisteme electronice ce echipeaza in mare parte automobilele alimentate prin injectia de benzina. 1. Sistemul BOSCH MOTRONIC. Firma Bosch detine aproximativ 70% din piata mondiala a sistemelor de injectie de benzina. Sistemul Motronic foloseste elemente noi ale tehnologiei electronice, intr-o conceptie pe baza careia diferitele aspecte contradictorii cum ar fi putere mare, consum mic de carburant, emisii poluante reduse au putut fi tratate in ideea obtinerii unui compromis optim. Este un sistem de injectie tip intermitent, multipunct, cu dirijarea jetului de benzina in poarta supapelor de admisie. Injectia de benzina si aprinderea sunt controlate de un singur calculator, in concordanta cu un criteriu de optimizare comun. Procesarea digitala a informatiei prin utilizarea microprocesoarelor face posibila preluarea si prelucrarea unei mari cantitati de date despre conditiile de functionare. Pe baza unor algoritmi performanti, computerul sistemului stabileste datele de control pentru injectie si aprindere, utilizand corectii adecvate aplicate valorilor preluate de pe cartogramele caracteristice incarcate in memoria fixa a sistemului.Prin utilizarea senzorului Lambda si integrarea etajului de control Lambda in sistem, intr-o structura in bucla inchisa, sunt satisfacute cele mai severe norme de protectie impotriva noxelor din gazele de evacuare. Pe baza cantitatii de aer masurate (folosind debitmetrul cu volet) si a turatiei motorului (volantei), microprocesorul stabileste punctul optim de aprindere si timpul de injectie corespunzator. Functie de conditiile de functionare ale motorului, se face o ajustare a timpului de injectie si a avansului la aprindere.Pentru a facilita pornirea la rece a motorului, sistemul prescrie o cantitate suplimentara de benzina (imbogatirea amestecului) si un control adecvat al avansului la aprindere.Pe durata incalzirii, motorul primeste cantitati de benzina precis dozate si un avans la aprindere corespunzator, valorile fiind dependente de temperatura , sarcina si turatia motorului. Pe durata decelerarii, injectia este suprimata intr-un anumit interval de timp, iar aprinderea este intarziata fata de momentul normal, cea ce asigura o trecere lina spre frana de motor. Pentru o turatie putin mai mare decat cea de mers in gol, injectia de benzina este reluata. In acest interval de revenire a alimentarii, unitatea de control creste avansul in mod gradat, pentru a asigura o tranzitie lina spre regimul de mers in gol. Pentru accelerare, unitatea electronica asigura un dozaj inbogatit si un avans la aprindere optim, gradat in timp in cazul variatiilor prea rapide ale sarcinii.Pe langa controlul unghiului de avans la aprindere, unitatea centrala a sistemului Motronic asigura si controlul unghiului Dwell, mentinand astfel o valoare optima a energiei scanteilor produse de bujii. Unitatea de control evaluiaza informatiile primite de la senzori despre functionarea motorului si, cu ajutorul cartogramelor memorate, genereaza impulsuri de control pentru injectoarele electromagnetice si pentru aprindere. Din punct de vedere constructiv, sistemul Motronic este realizat pe doua placi de circuit imprimat, care cuprinde circa 200 componente electronice.Unitatea de control reprezinta centrul de procesare a datelor, fiind de fapt un sistem dedicat cu microprocesor intr-o structura clasica [ 7] Pe baza semnalelor de intrare se calculeaza durata injectiei (ca o masura a dozajului) si valorile optime pentru unghiul Dwell si de avans la aprindere.Suplimentar, unitatea centrala poate prelua si alte functii de reglaj, cum ar fi controlul Lambda sau controlul mersului in gol.Semnalul de injectie. Cu o presiune de benzina constanta, cantitatea injectata pe ciclu este determinata in principal de durata de deschidere a injectoarelor electromagnetice. Microprocesorul

41

unitatii de control calculeaza timpii de injectie pe baza informatiilor despre conditiile de lucru ale motorului si comanda in mod corespunzator etajul de iesire.Etajul de iesire pentru injectie. Pentru a putea minimiza pierderile de putere din unitatea de control, injectoarele electromagnetice sunt in mod normal inchise si deschise pentru intervale scurte. Valoarea curentului prin injectoare este controlata, astfel la conectare curentul are o valoare mai mare , pentru a accelera deschiderea injectoarelor , dupa care curentul scade la o valoare de mentinere . Functia de control al curentului se realizeaza utilizand un circuit integrat specializat.Controlul pompei de benzina. Pe baza conditiilor de functionare , microprocesorul conecteaza sau deconecteaza pompa de benzina, prin intermediul unui etaj de iesire si al unui releu. se poate da exemplu cazul in care motorul s-a oprit, dar contactul aprinderii este inca stabilit, sistemul folosit, evita producerea incendiilor in urma unor accidente.Alte etaje de iesire. Functie de variante, pot fi prevazute si alte etaje de iesire, cum ar fi pentru controlul supapei de reciclare a gazelor de evacuare, pentru dispozitivul de control al aerului suplimentar (mers in gol constant), etc.

1. SISTEMUL L-JETRONIC.Sistemul L-Jetronic al firmei Bosch a precedat sistemul Motronic, care constituie o dezvoltare si perfectionare a acestuia. Acest sistem a fost o etapa intermediara pentru desprinderea unor concluzii in vederea sporirii gradului de control al motoarelor, prin completarea controlului injectiei cu controlul integral al aprinderii. L-Jetronic este un sistem de injectie de benzina controlata electronic, cu injectie intermitenta in galeria de admisie [ 7,17]. Sistemul nu asigura si controlul electronic al aprinderii. Sistemul L-Jetronic se adapteaza rapid la modificarile de sarcina ale motorului, determinarea cantitatii necesare de benzina necesitand cateva milisecunde. Benzina este injectata in poarta supapei de admisie. Dozajul este controlat suficient de precis, incat permite mentinerea emisiilor poluante la nivele scazute.Marimile principale, pe baza carora se stabileste dozajul, sunt turatia motorului si cantitatea de aer absorbita de motor (debitul de aer). Aceasta permite determinarea cantitatii de aer pe ciclu si servesc ca o masura directa a sarcinii motorului.Parametrii pentru compensare descriu conditiile de functionare ce se abat de la conditiile standard, situatie in care trebuie realizate anumite corectii ale amestecului. Aceaste corectii se aplica in urmatoarele conditii de functionare: pornire, incalzire, adaptare la sarcina. Determinarea corectiilor in vederea respectarii conditiilor impuse pentru pornire si incalzire este asigurata pe baza semnalelor de la traductoarele de temperatura. Pentru compensarea conditiilor de sarcina variabila (mers in gol, sarcina partiala, sarcina plina) se foloseste semnalul despre domeniul sarcinilor motorului , furnizat de intrerupatorul clapetei de acceleratie. Pentru a asigura o conduita de conducere optima a autovehiculului, sistemul L-Jetronic ia in considerare urmatoarele regimuri de functionare si necesitati: tranzitiile de accelerare, limitarea turatiei maxime a motorului si decelerarea. Determinarea acestor situatii se face cu ajutorul unor traductoare adecvate, ale caror semnale au o dependenta specifica pentru respectivele regimuri de functionare. Relatiile de dependenta sunt implementate in unitatea de control si influienteaza in mod corespunzator semnalele de comanda ale injectoarelor electromagnetice.

3.4.3. Sistemul GPL cu reductor si control Lambda pentru autovehicule cu injectie electronica si convertor catalitic.

GPL in faza lichida iese din rezervor printr-o supapa multipla, care este folosita si la umplerea rezervorului, fiind in legatura cu priza externa de combustibil, si este condus spre compartimentul motor prin intermediul unei conducte. Conducta traverseaza o supapa electrica GPL care permite curgerea acestuia numai cand motorul termic este pornit si comutatorul este pus in pozitia “ GAZ “. Reductorul SE81 Step-Motor este amplasat in compartimentul motor. GPL intra si este transformat in faza gazoasa printr-o scadere de presiune. De la reductor, GPL ajunge la mixerul aer/conbustibil, instalat pe traseul de admisie, care prepara amestecul carburant in proportia solicitata de motor, reprezentata de depresiunea generata in interiorul dispozitivului de mixare. Amestecul

42

aer/combustibil este mentinut constant in raport stoichiometric de computerul LCS/2 care este activat cand semnalul sondei Lambda este prezent, modificand continuu debitul de gaz spre motor prin intermediul unui actuator electromecanic liniar, cu scopul de a asigura o carburatie optima functie de stilul de conducere, consum si emisii poluante . Computerul LCS/2 pe langa alte functii, asigura pornirea todeauna cu benzina, cu transformarea automata pe gaz si, prin intermediul comutatorului/indicator, permite utilizatorului in orice moment selectarea ciobustibilului dorit si indicarea nivelului de GPL din rezervor. Lambda Control System /2 este un sistem electronic autoprogramabil: nu presupune nici un reglaj manual si se poate adapta automat la conditiile de mediu si de utilizare a autovehiculului, asigurand o carburatie eficienta in functie de astilul de conducere, cosum si emisii de noxe. LCS/2 gestioneaza electronic reglarea debitului de gaz, urmarind atingerea valorii optime a factorului Lambda, oricare ar fi regimul de functionare al motorului, cu ajutorul a doua actuatoare electromecanice. Un actuator este pozitionat intre reductor si mixer si dozeaza cantitatea de gaz la turatii medii si mari, iar celalalt regleaza debitul optim de gaz pentru mersul in gol, mentinand stabilitatea sistemului chiar si atunci cand echipamente auxiliare ca sistemul servo sau climatizarea sunt in functiune. Pe durata functionarii cu gaz, cablajul de excludere al imjectoarelor (sau emulatorul electronic) intrerupe fluxul de benzina spre motor, in timp ce pe durata functionarii cu benzina, fluxul de GPL spre motor este intrerupt de de supapa electrica GPL.Lambda Control System /2. Computerul LCS/2 prelucreaza semnalele primite de la sonda Lambda, de la sistemul de aprindere si de la senzorul de pozitie al clapetei de acceleratie LCS/2 are stocata in memorie o valoare de tensiune a semnalului sondei Lambda, corespunzatoare amestecului stoichiometric care trebuie mentinut oricare ar fi regimul de functionare al motorului. Sonda Lambda instalata in conducta de evacuare determina ratia amestecului si transmite instantaneu catre LCS/2 un semnal reprezentat de o tensiune cu o anumita valoare.Computerul verifica prin comparatie cu valoarea stocata in memorie daca amestecul este corect. Daca sesizeaza o diferenta, LCS/2 dirijeaza actuatorul electromecanic liniar, modificand optim debitul de gaz pana cand amestecul revine in parametrii Lambda.Principalele functii ale Lambda Control System /2 sunt urmatoarele:- controlul si dirijarea carburatiei in timpul functionarii cu gaz;- pornirea cu benzina cu comutarea automata functie de temperatura motorului;- posibilitatea de pornire cu gaz in caz de urgenta folosind comutatorul/indicator;- dispozitiv de siguranta care intrerupe alimentarea in cazul opririi accidentale a motorului, cu

ajutorul supapei electrice GPL;- releu incorporat care intrerupe injectia de benzina cu revenire automata la functionarea cu

benzina in cazul in care sistemul LCS/2 nu functioneaza corespunzator;- functia Start-Benzina: actuatorul electromecanic liniar inchide traseul de gaz in timpul

functionarii cu benzina si cand motorul este oprit;- sistem de dialog (cu mufa diagnostic) folosind Testerul –Programator V05 sau interfata kit V05

cu software dedicat si interfata seriala pentru PC.Emulatori electronici/ Cablaje de excludere a injectoarelor. Dispozitivele electronice care in timpul functionarii cu gaz, intrerupe alimentarea cu benzina la autovehiculele alimentate prin injectie si emuleaza semnalul injectoarelor sau altor senzori. Modelul de emulator potrivit pentru fiecare autovehicul difera in functie de tipul sistemului de injectie implicat in conversie.Supapa electrica START-benzina. Acest dispozitiv plasat intre iesirea gazului din reductor si mixer intrerupe alimentarea cu gaz in timpul pornirii si functionarii cu benzina. Disponibila in doua versiuni, normala si majorata, ambele echipate cu registru de reglare a carburatiei.Mixere aer/Combustibil. Dispozitive mecanice care, bazate pe efectul Venturi, asigura o amestecare corespunzatoare aer /combustibil atat in conditii dinamice cat si statice. Fiecare mixer este proiectat distinct pentru autovehiculul destinat, cu scopul ca impreuna cu reductorul si sistemul LCS-V05 sa optimizeze functionarea atat cu gaz cat si cu benzina.In figurile 3.56 si 3.57, sunt prezentate schemele de alimentare folosite la motoarele pe gaz natural de 2,0 l si 80kW folosite pentru automobilele Touaren si Caddy [ 25 ]. Baza sistemului de

43

constructie si functionare este alcatuita din doua parti, si anume: partea de inalta presiune si partera de joasa presiune(v. fig.3.56) Presiunea inalta din butelii este de 200 bar. Presiunea inalta din butelii este cobarata cu ajutorul uni regulator de presiune gaz. Partea de joasa presiune este reprezentata de rampa centrala de combustibil cu supapa de injectie pe gaz. ( fig.3.56)

Fig.3.56 [ 25 ]

Fig.3.57 [ 25]In figura 3.57 sunt specificate pe schema de alimentare supapa de inalta presiune pentru

verificare integrata montata pe gura de umplere, supapele montate la fiecare din cele 4 butelii de gaz, si respectiv supapa de inalta presiune pentru functionare gaz montata pe regulatorul de presiune gaz.

44

Fig.3.58[ 25 ]

Fig.3.59 [ 25 ]

In figura 3.58 este prezentate supapa de inchidere rezervor, si legaturile care se fac intre rezervoare si conducta de conecare a gazului natural la alimentare, iar figura 3.59 este artata o sectiune prin

regulatorul de presiune, cu conducta de presiune joasa care marge la motor.

45

3.5. Analiza functionala a procedeelor de injectie la motoare cu aprindere prin scantee[17].

Cele mai utilizate procedee de injecţie la MAS sunt: injecţia directă şi injecţia indirectă. Injecţia directă se realizează la o presiune de aproximativ 45*105 N/m2 şi este eficace îndeosebi atunci când jetul de combustibil este dirijat spre bujie. În acest mod se obţine o economicitate maximă deoarece motorul poate funcţiona cu amestecuri sărace.

Injecţia indirectă constă în pulverizarea la presiuni relativ reduse de (3-20)*105 N/m2 a combustibilului în galeria de admisie. Acest procedeu prezintă neajunsul că la turaţii mari se produce scăderea puterii efective a motorului. Această soluţie oferă în schimb avantajul că poate fi adoptată uşor la orice motor. Luând în considerare valorile presiunilor de injecţie se pot diferenţia următoarele procedee:

- injecţia de înaltă presiune, care asigură o pulverizare fină a combustibilului;- injecţia de joasă presiune, care oferă simplitate constructivă, durabilitate mare şi cost redus.

Câteva soluţii constructive pentru instalaţiile de injecţie:

a) Instalaţiile de injecţie L-Jetronic şi LH-Jetronic. Produsă de firma BOSCH, instalaţia L-Jetronic este cu injecţie intermitentă şi foloseşte ca element principal de reglare un debitmetru de aer cu paletă rotitoare. În compunerea ei intră grupul de alimentare cu combustibil, cel care asigură alimentarea cu aer precum şi un complex electronic.

Din primul grup fac parte rezervorul 10 (fig. 3.60), pompa de benzină 16, filtrul 18, regulatorul de presiune 3, injectoarele 19 şi injectorul de pornire la rece 4.

Fig. 3.60[17].

Pompa de benzină 16 este de tipul cu role şi este prevăzută cu o supapă care se deschide la o valoare a presiunii de refulare cuprinsă între limitele 0,3-0,45 MPa. Limitează scăderea de presiune care s-ar produce în sistem după oprirea motorului.

Regulatorul de presiune 3 controlează presiunea de injecţie astfel încât între presiunea combustibilului şi cea din colectorul de admisiune să nu se producă o diferenţă mai mare de 0,25 MPa.

Regulatorul este montat în paralel cu injectoarele. Când presiunea de refulare este normală, el este inactiv. Dacă presiunea din rampa 22 creşte atunci combustibilul comprimă arcul 2, deformează membrana 1 şi deschide supapa 3 croindu-şi drum spre rezervor prin ştuţul 4 şi conducta de retur 21 (fig. 3.60).

46

Injectoarele 19, plasate în porţile supapelor de admisie, sunt comandate electromagnetic. Toate injectoarele sunt activate simultan de câte două ori la o rotaţie a arborelui motor, duratele celor două injecţii identice fiind determinate de blocul electronic, proporţional cu sarcina, turaţia şi corecţiile corespunzătoare.

Injectorul de pornire 4 este montat în avalul obturatorului, alimentând la pornire toţi cilindrii, cu un spor de benzină necesar îmbogăţirii amestecului la acest regim precum şi în perioada de încălzire. Injectorul este de tip închis, cu comandă electromagnetică, controlată în afară de blocul electronic şi de releul termic 20.

Debitmetrul de aer 13, determină cantitatea de aer scursă în unitatea de timp şi trimite un semnal la blocul de comandă astfel încât acesta poate stabili durata impulsurilor de acţionare a injectoarelor. Pe axul paletelor va vehicula prin galeria de admisiune debitmetrului este montat un potenţiometru şi un arc de reţinere. Motorul un debit de aer proporţional cu deschiderea obturatorului şi cu turaţia. Curentul de aer va roti paletele debitmetrului, deformând arcul şi acţionând pârghia potenţiometrului. Acesta va trimite un semnal electric blocului de comandă a cărei tensiune corespunde poziţiei paletei dispozitivului.

Regulatorul de aer pentru perioada de încălzire 17 mijloceşte aducerea unui curent suplimentar de aer în timpul încălzirii motorului. Este vorba de un sertar care controlează canalizaţia by-pass 23 prin care se introduce curentul de aer sus amintit. Dispozitivul este dotat cu două arcuri: unul obişnuit şi altul bimetalic; acesta din urmă este în contact cu lichidul de răcire şi este prevăzut cu o rezistenţă electrică alimentată prin contactul pornirii.

La pornire sertarul deschide canalizaţia 23 şi, pe măsură ce motorul se încălzeşte, arcul bimetalic închide treptat accesul aerului.

Complexul electric este compus din blocul electronic 12, releul 11 precum şi dintr-o sumă de traductori (senzori) care oferă semnale electrice pentru următoarele mărimi: temperatura aerului la intrarea în galerie, poziţia paletei debitmetrului, poziţia obturatorului, concentraţia de oxigen la evacuare precum şi temperatura lichidului din sistemul de răcire.

Sesizorul poziţiei obturatorului 15 se află montat pe axul acestuia şi furnizează blocului electronic informaţii privitoare la unghiul de rotaţie al obturatorului, adică la poziţia pedalei de acceleraţie. În structura sa intră două seturi de contacte. Unul precizează mersul în gol, iar celălalt sarcina totală.

Blocul electronic 12 controlează timpii de deschidere a injectoarelor în funcţie de informaţiile primite de la potenţiometrul debitmetrului de aer 13, de la înfăşurarea primară a bobinei de inducţie 9, de la sesizorul termic 20, de la sesizorul de poziţie al obturatorului 15, de la sonda 1 precum şi de la sesizorul temperaturii aerului 14. În serie cu el este conectat releul dublu 11 care controlează alimentarea cu curent a pompei de benzină a injectorului de pornire, a blocului electronic şi a regulatorului auxiliar de aer.

Sesizorul termic 2 se află montat pe chiulasă şi furnizează blocului electronic un semnal care determină durata deschiderii injectoarelor în funcţie de regimul termic al motorului. Timpul de deschidere descreşte pe măsură ce temperatura motorului se apropie de nivelul normal.

47

Releul termic de timp 20 are rolul de a împiedica acţionarea injectorului 4 la pornirea motorului cald sau când, la temperaturi foarte coborâte, starterul este folosit îndelungat şi în mod repetat, pentru a evita înecarea motorului. În afară de aceasta, el dezactivează injectorul de pornire într-un interval de timp care se situează în general între 8-12s după pornirea motorului rece.

Releul termic funcţionează pe baza unui contact cu lamelă bimetalică încălzită de o rezistenţă şi este montat în cămaşa circuitului de răcire. Contactul se deschide sau se închide în funcţie de temperatura lichidului de răcire şi transmite semnale de comandă corespunzătoare injectorului de pornire, astfel încât, în funcţie de împrejurări, o cantitate suplimentară de benzină poate fi furnizată la pornire.

Sesizorul 1 sau traductorul de oxigen măsoară concentraţia de oxigen din gazele de evacuare şi generează un semnal “feed back” spre blocul motor.

Sesizorul este scos din circuit de către sesizorul poziţiei obturatorului la mersul în gol forţat, deoarece semnalele sale ar determina o îmbogăţire impertinentă a amestecului ca urmare a cantităţii mari de oxigen existentă în galeria de evacuare.

b) Instalaţia de injecţie K-Jetronic. Face parte din categoria construcţiilor de injecţie continuă în poarta supapelor şi reglare prin măsurarea debitului de aer cu clapetă cu deplasare axială, neasistat electronic.

În compunerea acestei instalaţii intră rezervorul 2 (fig.3.61), pompa de benzină 3, acumulatorul hidraulic 4, filtrul 5, dozatorul 17, regulatorul de presiune 6, injectoarele 7, injectorul de pornire 13, regulatorul de aer pentru perioada de încălzire 15, regulatorul debitului de benzină pentru aceeaşi perioadă 16 precum şi releul termic 14.

Fig.3.61.[17].

48

Debitmetrul de aer formează corp comun cu dozatorul de benzină care îndeplineşte şi funcţia de distribuitor. Prin deplasarea platoului său el acţionează asupra sertarului central al dispozitivului 17, în compunerea căruia se află un număr de supape 17,a, egal cu numărul de cilindrii. Supapele au câte o membrană elastică, un arc şi o conductă care se sprijină pe membrană şi poate conduce combustibilul la injectoarele 7. Benzina soseşte de la filtrul 5 şi pătrunde în camerele inferioare ale supapelor. Ajutat de arcuri, combustibilul deformează membranele şi, prin conductele 17b curge în flux continuu spre injectoare. Debitul de benzină este modificat prin deplasarea axială a sertarului sub acţiunea pârghiilor 1b şi 1d, cu cât obturatorul 18 este mai deschis şi turaţia este mai mare, cu atât sertarul este ridicat mai mult mărind secţiunea de curgere a combustibilului.

Acumulatorul hidraulic 4 are rolul de a menţine în sistem o presiune constantă la orice regim funcţional.

Pompa de benzină , de tipul cu role şi supapă de presiune, este acţionată electric.Injectoarele sunt de tip semideschis (fig. 3.61) şi se află montate în poarta supapei.

c) Instalaţia KE-Jetronic foloseşte structura reglajului existentă la K-Jetronic, dar înlocuieşte regulatoarele de presiune mecanice cu altele comandate electronic.

În sistemul de alimentare apare un bloc electronic 11(fig.3.62) care comandă regulatorul de presiune 4; acesta este un dispozitiv electromagnetic care modifică presiunea aplicată pe membranele supapelor distribuitorului în funcţie de comanda primită; când este acţionat, el închide pasajul de curgere a benzinei spre regulatorul 5 şi deci spre rezervor, reducând debitul de combustibil trimis injectoarelor. Blocul electronic modelează semnalele de comandă şi în funcţie de temperatura lichidului de răcire ( senzorul 14 ), poziţia obturatorului ( pentru relanti şi plină sarcină – contactul 12) şi dozajul amestecului (senzorul 15). Regulatorul de aer pentru încălzirea motorului 10 este acţionat şi el tot de blocul electronic în funcţie de informaţiile furnizate de acelaşi senzor 14. Un termo - releu de timp 13 acţionează injectorul de pornire 2, având aceeaşi construcţie şi funcţionare descrise în paragraful precedent.

Injectorul electromagnetic este montat deasupra obturatorului şi se alimentează din aceeaşi rampă 12 cu regulatorul de presiune.

Senzorul poziţiei obturatorului îndeplineşte trei funcţii: informează blocul electronic asupra poziţiei unghiulare a obturatorului, produce semnale când obturatorul este închis total şi atunci când obturatorul este complet deschis, când deci, este necesară îmbogăţirea amestecului la plină sarcină pentru obţinerea puterilor maximale.

Instalaţia este prevăzută cu un sistem integrat de autodiagnosticare care sesizează operativ şi automat apariţia unor defecţiuni, la un terminal aflat pe tabloul de bord.

49

Figura 3.62.[17]

Blocul electronic se produce atât în tehnică digitală cât şi analogică.

d) Instalaţia de injecţie PIJET. Este o instalaţie la care reglajul se face în funcţie de randamentul umplerii, iar injecţia individuală e intermitentă.

Schema bloc, prezentată în figura 3.63, cuprinde pompa de benzină 1, cutia de control 2, generatorul de impulsuri (pulsatorul) 3, injectoarele 4, blocul electronic 5, senzorii de turaţie 6, temperatură 7, presiune 8 şi obturatorul 9.

Pompa de benzină montată în rezervor este de tipul cu palete acţionate electric, având o putere de 40 W. Pompa dispune de o supapă de retur reglată la presiunea de 0,2 MPa.

Combustibilul refulat de pompă este trimis spre dispozitivul de control 2, care coordonează mişcarea obturatorului 9 cu aceea a unei supape de dozare a combustibilului încorporată în structura sa, împreună cu un traductor al poziţiei obturatorului.

În generatorul de impulsuri este încorporat şi un acumulator cu membrană şi arc care menţine constantă presiunea la valoarea de 0,07 MPa.

Din pulsator combustibilul este trimis în injectoarele 4, montate în poarta supapei de admisie. Injecţia în curentul de aer se produce în momentul în care supapa de admisie se deschide iar depresiunea şi viteza aerului cresc tinzând spre valorile lor maxime.

50

Figura 3.63.[17]

e) Instalaţia de injecţie LUCAS (fig.3.64). Este cuplată cu sistemul de aprindere, care utilizează acelaşi bloc electronic de comandă 16. Aprinderea este deservită de un senzor al poziţiei arborelui cotit 12 şi de un etaj amplificator de putere 15 [ 17 ].

Blocul electronic este capabil să memoreze o caracteristică spaţială în coordonate turaţie - presiune la admisie – durata injecţiei, particulară unui motor oarecare.

Blocul electronic cu microprocesoare asigură toate funcţiile de alimentare şi aprindere pentru toate regimurile motorului, inclusiv anularea alimentării cu benzină la mersul în gol forţat.

Rezistenţa electrică a debitmetrului 1 este amplasată într-un canal colateral astfel încât nu stânjeneşte curgerea aerului prin galeria de admisie.

Blocul electronic este capabil ca, în limitele capacităţii sale de memorie, să înmagazineze caracteristica de dozare a oricărui motor, fapt care conferă instalaţiei un caracter de universalitate favorabil pentru a mijloci producţia de mare serie şi a reduce costul.

51

Fig.3.64, a- Instalatia de injectie Lucas; b- caracteristica spatiala de reglare: 1- debitmetru; 2-regulator de presiune; 3- conducta de retur; 4-rezervor; 5-pompa; 6-filtru; 7-injector de pornire; 8-injector; 9-bujie; 10-sesizor termic; 11- releu termic de timp;12- senzorul de rotatie al volantului; 13-ruptor-distribuitor; 14- bobina de inductie; 15- bloc de aprindere; 16-bloc electronic; 17- computer; 18-releu; 19- releul pompei; 20-releu pentru mersul in gol; 21-senzorul de pozitie al obturatorului [17].

3.6. Solutii constructive si functionale pentru motoare cu injectie pe benzina TSI si FSIMotorul de 1,4 litrii 16V de 125 kW TSI [ 21]. Este un motor cu injectie de benzina pentru Golf GT. Prin combinarea scaderii capacitatii cilindrice cu cea a motoarelor de aceiasi putere, injectia pe benzina si a supraalimentarii duble, a fost posibila depasirea considerabila a performantelor motoarelor de pe piata, consum redus de combustibil putin peste 7 litrii/100km, prin saturarea amestecului de carburant in zona L =1. Prin utilizarea injectiei directe de combustibil, s-a putut atinge un raport de compresie de 10:1, la o presiune de supraalimentare de 2,5 bar. Astefl se obtine un domeniu larg de turatii 1750-4500 rot/min, in care cuplul motor are valoarea maxima de 240 Nm, si, de asemenea, valori ridicate ale cuplului de 200Nm inca de la turatii joase pana la cele inalte 1250-6000 rot/min.In figura 3.65 este indicata caracteristica de putere si de moment la motorul de 1,4 litrii de 125kW- TSI [ 21]

Fig.3.65. Caracteristica de putere si de moment a motorului de 1,4 litrii si 125kW[ 25 ]

52

Fig.3.66.[ 25 ]

Caracteristici: distributie variabila, nu are EGR exterior, pompa de inalta presiune are un debit marit, presiunea se situiaza intre 50 si 150 bar. Nu mai exista senzor de joasa presiune. Blocul motor este confectionat din fonta. Supraalimentarea dubla cu compresor si turbosuflanta, face disponibil un cuplu de maxim 240Nm, incepand de la turatia joasa de 1750 rot/min si pana la 2500 rot/min. In functie de cuplul necesar, sistemul de control a presiunii de supraalimentare, decide daca presiunea creata de turbosuflanta este necesara sau trebuie pornit si compresorul (duar pana la o turatie de 3500 rot/min). Compresorul este actionat de motor prin roti dintate si un coplaj electromagnetic.Coplarea permanenta: in domeniul turatiilor joase functionarea turbosuflantei asigura o presiune suficienta de supraalimentare, asfel incat compresorul nu este cuplat permanent.Cuplarea dinamica: in domeniul turatiilor medii in perioada de accelerare, compresorul este pornit pentru asistarea turbosuflantei, obtinandu-se in acest fel un raspuns foarte rapid din partea motorului ( creste rapid cuplul motorului).

Diagrama functionala a supraalimentarii ( figura 3.67)Notatiile facute pe figura 3.67 se refera la: aer proaspat; filtru aer; compresor; clapeta control J808; senzor presiune (compresor) G583; senzor temperatura, G520; curea antrenare compresor; cuplaj magnetic; curea antrenare auxiliare; supapa recirculare aer turbosuflanta, N249; turbosuflanta; catalizator; gaze de evacuare; intercooler; senzor presiune combinata,G31; senzor temperatura, G299; clapeta acceleratie.

Compresorul este actionat prin intermediul cuplajului magnetic integrat in roata de curea a pompei de lichid de racire. Clapeta de control asigura debitul necesar de aer pentru functionarea turbosuflantei. Pentru monitorizarea presiunii de supraalimentare a temperaturii aerului, exista 3 senzori combinmati de temperatura si presiune: dupa compresorul mecanic; dupa intercooler; dupa clapeta de acceleratie.

53

Fig.3.67. Schema supraalimentarii cu doua etaje cu turboincarcator si compresor de aer pentru MAS. [ 25 ]

Initial, daca se pierde semnalul de la unul din ei, unitatea de comanda a motorului comanda urmatoarele:

- intrerupe functionarea compresorului mecanic; limiteaza functionarea motorului la aproximativ 3200 rot/min.

Actual daca se pierde semnalul de la :- G71/G42- se preia ca substitute semnalul de pozitie la clapeta acceleratie si semnalul

senzorului de temperatura G229.- G583/G520, este imposibila reluarea functionarii compresorului. Se intrerupe functionarea

sa, in regim de turatii joase se simte o lipsa de putere;- G31/G299, daca se pierde semnalul de la alti senzoride presiune/temperatura se intrerupe

functionarea compresorului (senzorul sau este folosit la comanda reglajului turbinei si la corectarea densitatii aerului in functie de temperatura)..

Compresorul este de tip Roots cu 3 lobi, produs de firma Eton. Turatia maxima este de 3500 rot/min. Antrenarea rotoarelor compresorului se face prin intermediul a doua angrenaje. Primul angrenaj este unulultiplicator (i = 0,518) si al doilea este neutru (i =1). Raportul total al compresorului inclusiv transmisia cu curea este de i = 0,202, realizand o turatie maxima de 17325 rot/min( turatia maxima a compresorului este de 18000 rot/min). Zgomotele din perioada cuplarii dinamice sunt izolate eficient, pana la un nivel bine definit prin: optimizarea curgerii aerului, in si din, compresor (amortizor de zgomot); acoperirea cu material fono-absorbant si rigidizarea arborilor rotoarelor.

54

Fig.3.68.Ansamblu turbosuflanta cu geomerie variabila GTV la motoarele TSI de 1,4 litri de 125kW [ 25].

Fig.3.69. Transmisia mecanismului de distributie cu curea dintata [ 25 ].

a bFig.3.70, a- Compresor actionat prin cuplaj electromagnetic, care la randul sau este antrenat printr-o curea dintata de la pompa de apa si, b- diagrama de functionare a compresorului [ 25].

55

Fig.3.71. Functionarea cuplajului electromagnetic pentru actionarea compresorului [25]. Turbosuflanta ( figura 3.72) contine: supapa recirculare aer turbosuflanta, conexiune limitare supapa presiune supraalimentare,N75; clapeta vacumatica comanda supapa Wastegate. Turbosuflanta este integrata in colectorul de admisie. Supapa electrica de recirculare aer in turbosuflanta este de asemenea integrata in carcasa turbinei. Pentru a putea utiliza cat mai bine potentialul de consum redus de combustibil al motorului, se evita pe cat posibil imbogatirea amestecului. Pentru a face aceasta, este necesar ca turbosuflanta sa functioneze stabil chiar si la turatii inalte. Turbosuflanta este confectionata din otel termorezistent turnat, si are o forma optimizata pentru a evita fisurile care pot aparea la temperaturi de pana la 1050 de grade Celsius.

Fig.3.72. Diagrama presiunii de supraalimentare cu compresor si turbosuflanta functie de turatie .[25] Schema de aerisire carter( fig. 3.73) Modulul de supape are rolul de a preveni trecerea aerului comprimat inspre carter. In functie de valoarea presiunii in colectorul de admisie si inaintea clapetei de control, supapele unisens din interiorul modulului se vor deschide si vor permite trecerea

56

gazelor catre admisie, unde se vor amesteca cu aerul. In furtunul ce face legatura cu colectorul de admisie mai exista pe langa supapa unisens si un restrictor care limiteaza cantitatea de gaze arse ce intra in admisie atunci cand depresiunea din colector este mare. O alta noutate este aceia ca, se reintroduce aer proaspat in procesul de ventilatie pentru a se obtine o aerisire mai eficienta intr-un domeniu mai larg de turatii, scazandu-se astfel si depunerile de substante ( condens) pe tubulatura.

Fig.3.73 [ 25 ]

Circuitul de racire situat in interiorul motorului este de tipul dual (v. figura3.132). In plus de aceasta, a fost adaugata si racirea turbosuflantei, debitul pompei de lichid de racire fiind crescu.Pompa de circulatie a lichidului de racire are un dbit marit, care ii permite sa raceasca motorul la turatii joase. Acest aspect insa, se transforna intr-un inconvenient la turatii mari cand presiunea lichidului devine prea mare pentru ca termostatul sa se deschida usor. Pentru a remedia acest aspect, termostatul se deschide in doua trepte( v. figura3.132). Sistemul de alimentare cu combustibil( fig.3.74). Efectuarea alimentarii se face in functie de necesarul de combustibil la un moment dat, reducandu-se astfel consumul de combustibil necesar pentru antrenarea componentelor sistemului de alimentare. Datorita faptului ca unitatea de comanda a motorului controleaza functionarea pompei de combustibil din rezervor, nu mai este nevoie de senzorul de joasa presiune de combustibil. In fiecare ciclu de rulare (activare terminal 15), se limiteaza cantitatea de combustibil debitata de pompa electrica din rezervor, pana cand in rampa de inalta presiune nu se mai poate mentine o anumita presiune minima. In acest moment, unitatea de comanda a motorului analizeaza semnalul PWN ( necesar actionarii pompei si il compara cu cel stocat in memoria sa). In cazul in care apar diferente, unitatea de comanda a motorului isi adapteaza comanda conform noilor valori.

57

Fig.3.74. Schema sistemului de alimentare cu injectia de benzina la MAS,pentru motorul de 1,4 litrii si 125kW TSI [ 22 ]

Program de conducere iarna/vara. S-a introdus o tasta care face mai confortabila conducerea pe timp de iarna. Programul de conducere pe timp de iarna ramane activat atata timp cat terminalul 15 este activ. Odata cu actionarea butonului, in unitatea de comanda a motorului se activeaza o noua harta de valori orientata spre confort. Totodata caracteristicile de actionare a pedalei de acceleratie este mai aplatisata. Astfel cuplul motor disponibil este limitat in functie de drum si viteza. Pe drumuri alunecoase (acoperite cu noroi, gheata, zapada) pornirea devine in acest mod posibila

Sistemul de alimentare cu injectie de benzina la motoarele de 3,6 litrii V6 R36 FSI [ 24].

Injectia directa de petrol, la motoarele de 3,6 litrii V6 R36 FSI prezentate in figura 3.4, necesita o precizie de racordare la procesul de combustie. Urnatoarele variabile influienteaza procesul de combustie [ 24 ]:

- cursa si diametrul pistonului;- arhitectura camerei de ardere practicata pe suprafata pistonului;- diametrul si cursa supapei;- supapa spatiala de comanda a miscarii arborilor cu came;- geometria colectioarelor de admisie;- cantitatea suplimentara de aer;

58

- caracteristicile injectoarelor (conul si unghiul jetului de combustibil), cantitatea curgerii combustibilului, sistemul de presiune si supapa de distributie a gazelor, si la fel de mult si

- turatia motorului.Investigatiile curgerii, care au loc in camera de combustie sunt o parte esentiala a optimizarii procesului de combustie. Curgerea aerului la aspiratia sa in cilindrii si injectia combustibilului influienteaza considerabil formarea mixturii [24 ]. Metoda Doppler Global Velocimetry [ 24], este folosita la determinarea curgerii optime care se obtine la o proiectare optima a pistonului pentru bancurile blocului de cilindrii. Aceasta metoda asigura curgerea, astfel incat, formarea mixturii sa poate fi investigata la functionarea motorului la turatie maxima. Folosind aceasta metoda si adoptand caracteristicile injectorului, viteza de curgere si formarea mixturii in camera de combustie a celor doua bacuri ale blocului cilindrilor, pot fi configurate in acelasi mod, camerele de ardere, si pot fi acordate unele cu altele [ 24 ]. Motorul functioneaza bine numai in conditii de omogenitate. Metoda de incalzire omogena a convertorului catalitic al motorului este noua.Sistemul de alimentare cu combustibil la motorul V6R36 este prezentat in fig.3.75[ 24 ] ; notatii: G6- pompa de presurizare a sistemului de combustibil;G247- trimitere la presurizarea combustibilului;G410- trimitere la presurizarea combustibilului pentru presiune joasa;J538-unitatea de control a pompei de combustibil;J623- unitatea de control a motorului;N276- supapa de reglare a presiunii combustibilului.

Fig.3.75. Sistemul de alimentare cu petrol la motorul de 3,6 litrii V6 R36[ 24 ] :1- supapa de limitare a prsiunii ; 2- filtru de combustibil ; 3- supapa de siguranta ; 4-conducta de joasa presiune ; 5-pompa de inalta presiune ; 6-conducta de inalta presiune ; 7- supapa de limitare a presiunii ; 8- rampa centrala bloc cilinmdrii 1 ; ampa centrala bloc cilindrii 2.

Presiunea joasa a sistemului de alimentare cu combustibil [ 24 ]. Sistemul de joasa presiune antreneaza combustibilul de la rezervorul de combustibil. Pompa de presurizare a sistemului de alimentare cu combustibil este operata de unitatea de control a motorului prin intermediul unitatii de control a pompei de combustibil, astfel presiunea de operare este mentinuta intre 2 si 5 bar. Cum functioneaza ? Semnalul de presiune a combustibilului este trimis si indicat prin curent constant, pentru presiunea joasa, la unitatea de control a motorului. Presiunea combustibil este trimisa la senzorul electric de

59

presiune joasa N410, si este scrisa intr-o linie de presiuni joase, la modelul de motoare fabricate incepand din 2007 in coace. Inainte de 2007, informatia era trimisa la pompa de combustibil de inalta presiune. Unitatea de control a motorului, compara presiunea reprezentata de curentul de lucru, cu curentul actual inregistrat, corespunzator presiunii de combustibil. Daca curentul presiunii de combustibil nu este suficient, la comparare cu marimea inregistrata, unitatea de control a motorului trimite un semnal la unitatea de control a pompei J538.Aceasta la randul sau, trimite un semnal la sistemul de presurizare al pompei, care creste presiunea de operare.Cand valoarea presiunii combustibilului descreste din nou, presiunea de lucru la pompa va fi redusa in acord cu aceasta valoare. Supapa de presiune si temperatura combustibilului depind de presiunea combustibilului cand motorul este turat adesea. Daca conducta de combustibil este rupta accidental, supapa de presiune previne curgerea combustibilului.Supapa de limitare a presiunii se deschide la presiunea de 6,4 bar si previne cresterea presiunii combustibilului in linia de joasa presiune. Surplusul de combustibil se intoarece in camera rezervorului de combustibil.Sistemul de inalta presiune[24 ]. Presiunea combustibilului este trimisa la senzorul G247, care este montat pe rampa celor doua bacuri ale blocului cilindrilor si informeaza unitatea de control a motorului care lucreaza cu curentul ce reprezinta valoarea presiunii in sistemul de alimentare de inalta presiune. Supapa regulator G247, este montata pe rampa celor doua bacuri ale blocului cilindrilor si informeaza unitatea de control a motorului despre valoarea curentul ce reprezinta presiunea in sistemul de inalta presiune.Supapa regulator a presiunii de combustibil N276, este actionata de presiunea inalta a pompei de combustibil. Ea regleaza presiunea la sistemul de alimentare de inalta presiune, depinzand de semnalul primit de la unitatea de control a motorului [ 24]. Supapa de limitare a presiunii este pe rampa bacului 1 a blocului cilindrilor.Supapa deschide conexiunea la sistemul de alimentare de inalta presiune, cand presiunea in sistemul de inalta presiune creste la 120 bar [ 24 ].

3.7. Factorii care influienteaza arderea in motoarele cu aprindere prin compresie [5,12,13].Factorii catre influiecteaza arderea in motoarele cu aprindere prin compresie sunt urmatorii:- natura combustibilului;- temperatura si presiunea aerului in care se injecteaza combustibilul;- sarcina;- turatia;- avansul la injectie;- caracteristicile injectiei;- arhitectura camerei de ardere.Natura combustibilului. Proprietatea combustibilului de a se autoaprinde usor este apreciata mai ales prin criteriul cifrei cetanice CC. Cu cat aceasta cifra este mai mare, cu atat combustibilul se aprinde mai usor.Temperatura si presiunea aerului in care se injecteaza combustibilul. Experimental s-a constatat o dependenta importanta a intarzierii la autoaprindere fata de temperatura sau presiunea de la finele procesului de compresiune . Dificultatile de pornire se combat fie prin preincalzirea aerului aspirat , fie prin ridicarea locala a temperaturii aerului in cilindru ( se introduc rezistente in ciloindru care se incalzesc la pornirea motorului rece ) Sarcina. La reducerea acesteia, durata incalzirii la autoaprindere creste, deoarece regimul termic al motorului este mai scazut (cantitatea de caldura care se degaje pe ciclu este mai mica). Turatia. Prin marirea turatiei se imbunatateste sensibil calitatile pulverizarii si creste regimul termic al motorului, cea ce conduce la micsorarea intarzierii la autoaprindere. La cresterea turatiei, timpul disponibil pentru formarea amestecului se micsoreaza foarte mult, iar deplasarea arderii in

60

destindere devine inevitabila. Din aceasta cauza MAC au in general turatii maxime limitate la 2200 – 2800 rot/min , iar unele motoare mai mici pana la 4000-4400 rot/min .Avansul la injectie. La cresterea avansului combustibilul este injectat in aer insa insuficient. Datorita caldurii, si aerului comprimat temperatura creste mult, iar arderea se deplaseaza in destindere. Daca avansul are valori mici, dupa injectare incepe imediat destindrea, cand presiunile si temperaturile scad rapid, cea ce face din nou ca temperatura sa fie mare. Intre aceste situatii extreme exista o valoare optima a avansului la injectie, pentru care temperatura este minima, careia ii corespund valorile mexime ale puterii motorului.Caracteristicile de injectie. Modificarea legii de injectie prin intermediul profilului camei care antreneaza pistonul sertar afecteaza desfasurarea autoaprinderii si arderii in MAC. De asemenea nu este indicat sa se injecteze cantitati prea mari de combustibil nici spre finele injectiei, deoarece in felul acesta se intensifica postarderea.Arhitectura camerei de ardere. Durata redusa de formare a amestecului la MAC impune crearea unei miscari turbionare intense a aerului. Dupa forma lui constructiva camerele de ardere se clasifica in doua grupe mari:-camere de ardere unitare sau cu injectie directa;- camere de ardere divizate sau separate formate dintr-o camera principala de ardere si dintr-o camera separata (antecamera sau camera de turbulenta)

3.7.1. Motoare cu amestec mixt omogen si eterogen.

Profesorul G. Baranescu a fost preocupat de perspectiva previzibilei peneuriei de combustibili hidrocarbonati ale carei efecte ar putea fi ameliorata si intarziata prin conceptii noi de motoare termice cu consumuri specifice reduse. Analizand caracteristicile motoarelor cu aprindere prin scanteie si diesel, a ajunge la concluzia ca nici una din aceste categorii nu se preteaza la o ameliorare a performantelor nici sub aspect economic, nici in privinta protectiei mediului si nici nu raspunde convenabil dorintei de utilizare pe acelasi agregat a unei game largi de combustibili disponibili la un moment dat si in anumite situatii conjuncturale .Solutia propusa este patentul nr. 4831982 din 8 mai 1989 emis de oficiul de patente al SUA prin care a urmarit crearea unui motor la care spatiul de ardere sa fie divizat intr-o camera principala deschisa 3 (figura 3.76) si o camera de vartej 5, legata cu prima printr-un canal 4. Fiecare din cele doua camere este alimentata de catre un injector 13 si respectiv 7.Initial, spre sfarsitul compresiei, injectorul 7 trimite in camera de vartej 5 cu avans mare, o cantitate de combustibil redusa care este aprinsa de o bujie 6, aceasta poate fi cu filament sau cu scanteie.

Fig.3.76. Fig.3.77.

61

Amestecul de aer-combustibil care se formeaza este foarte omogen, deoarece peretii camerei de vartej sunt fierbinti (nefiind baleati de sistemul de racire) accelerand vaporizarea, iar dispunerea canalului de legatura 4, asigura o puternica miscare a aerului patruns aici. Pe de alta parte, aprinderea promovata aici face importanta capacitatea de inflamare a carburantului, cea ce permite practic , utilizarea oricarui combustibil disponibil ca: benzina, motorina, petrol, metanol sau derivati din uleiuri vegetale, sisturi bituminoase, carbune sau orice amestecuri de astfel de substante combustibile. Astfel in camera de vartej 5 se produce un proces de ardere untr-un front de reactie care avanseaza progresiv, caracteristic arderii amestecurilor omogene. Datorita cresterii presiunii , are loc o curgere de gaze spre camera deschisa 3 in care, concomitent sau cu un mic avans, se produce injectia principala prin injectorul 13. Datorita temperaturii ridicate a gazelor evacuate din spatiul 5, precum si datorita faptului ca acesta contin o mare cantitate de agenti chimici foarte activi, in spatiul 3 (in care se formeaza un amestec neomogen), aprinderea se produce rapid, iar arderea decurge complet si cu mare viteza. Amandoua aceste circumstante asigura un randament ridicat si un continut extrem de mic de substante poluante, in ambele camere procesul de formare a amestecului este favorizat, mai ales in cazul utilizarii combustibililor grei, de incalzirea prealabila a acestora intr-un schimbator de caldura, la care combustibilul preluat de pompa de injectie 9 din rezervorul 11, ajunge prin conducta 10. Spatiul principal de ardere este mulat in intregime in pistonul 2, care evoluiaza in cilindrul 1. Injectorul 13, nu are caracteristici constructive deosebite fata de solutiile obisnuite, in schimb, cel care alimenteaza camera de vartej are o constructie aparte, care permite injectia cu avans in aceasta camera fara a fi nebvoie sa se recurga la o pompa separata. Principiul de functionare al acestui injector este prezentat in figura 3.77. Combustibilul refulat de pompa patrunde in injector prin canalul 1, (fig. 3.77), deschide supapa unisens 6, acumulandu-se in camera 4. Cand trebuie sa se produca injectia in camera separata, este deschisa supapa 6, comandata electromagnetic, iar combustibilul strabate succesiv canalele 7 si 8 si patrunde in interiorul corpului pulverizatorului 10. Dupa atingerea presiunii de deschidere a acului 9, stabilita de arcul 5, combustibilul aflat in camera de acumulare 4 afluieste pe traseul 2,6,7,8 si evadeaza in camera de ardere. Injectia dureaza pana cand presiunea in canalele 7 si 8 scade sub nivelul corespunzator tensiunii de comprimare a arcului 5 si atunci acul 9 se aseaza pe sediu, inchizand injectorul. In acest moment supapa 6 se deschide, iar combustibilul continua sa ase acumuleze in camera 1, in vederea viitoarei injectii. Principiul acestui motor, cu incarcatura omogena si eterogena asigura o economicitate mai mare, solutia propusa permitand ca motorul sa fie mai putin dependent pe marii producatori mondiali de petrol, deoarece poate utiliza stocuri de materii inflamabile care nu au putut fi valorificate pana acum. Motorul are un grad de poluare mai mic, deoarece un consum mai mic, inseamna implicit si emisii cantitativ reduse de CO2.

3.7.2. Motoare cu injectie cu rampa comuna.

Gama de motoare common rail FORD TDCi ( injectie cu rampa comuna), este foarte silentios, nu are un miros puternic de motorina iar nivelul de noxe este scazut, fata de vechile motoare diesel. Cea de-a doua generatie de motoare common-rail , are capacitatea de a se adapta caracteristicilor de operare ale motorului. Aceasta capacitate reduce zgomotul la un nivel corespunzator functionarii optime , datorita tehnologiei de reducere a zgomotului numita “accelerometer pilot control “ si conduce intodeauna la o rulare lina a vehiculului. Silentiozitatea este una dintre avantajele majore ale sistemelor common-rail Ford din generatia a doua, autovehiculul oferind acelasi nivel de rafinament ca masinile pe benzina. Sistemul este controlat microelectronic si are capacitatea de a calcula procesul de combustie al motorului in toate conditiile de operare posibile. Solutia este aplicarea precisa a injectiei pilot, care consta dintr – un jet scurt de combustibil inaintea injectiei principale in timpul fiecarui ciclu de ardere. Sistemul diesel common – rail cu injectie, este singurul care prezinta flexibilitate completa a perioadei de injectie. Avantajele acestor motoare sunt rularea lina, silentiozitatea motorului impreuna cu cuplul motor maxim coresounzator, la care se adauga economia de combustibil, functionarea fara fum si calitatea conducerii vehiculului. Testele facute

62

de specialistii in domeniul auto au aratat ca noua tehnologie folosita de Ford, a schimbat radical perceptia utilizarii motoarelor diesel, care traditional erau asociate cu emisii ridicate de noxe, mirosul greu de motorina si zgomotul .Motorul Ford Duratorq TDCi de 115 CP incorporeaza tehnologia unica de marire a cuplului motor introdusa pentru prima oara la Mondeo Duratorq Di. Acest sistem de crestere a cuplului motor, permite motoarelor sa asigure o performanta inbunatatita, mult marita, atunci cand soferul are nevoie de forta de accelerare sporita, necesara in manevrele de depasire in treptele de viteze superioare. In Romania tehnologia common-rail este disponibila la Ford Mondeo TDCi, in versiunea de 130 CP si Ford Focus TDCi de 115 CP.

3.7.3.Motoare cu pompa injector.

Firma Wolkswagen a realizat pentru motorul diesel cu injectie directa, sistemul de injectie cu presiune inalta, folosind injectoare cu pompa incorporata. In sistemul cu pompa - injector, presiunea inalta de injectie este realizata separat pentru fiecare cilindru in parte. Folosind o presiune de injectie de 2000 bar, motorul TDI, fiind cele mai economic motoar pentru autoturisme, cu un consum global de 5,3 l/100 km. Motorul cu pompa – injector realizeaza valori ale emisiilor de gaze scazute, incat reprezinta o performanta pe plan ecologic in evolutia motorului cu ardere interna. Pentru fiecare cilindru, in chiulasa se monteaza o unitate pompa-injector, care este actionata de catre came suplimentare aflate pe arborele cu came al motorului, prin intermediul tachetilor, realizand presiunea inalta si injectia combustibilului.

3.8. Solutii constructive si functionale pentru motoare diesel supraalimentate TDI cu cilindrii in linie si in V. Specificatiile tehnice pentru cele doua tipuri de motoare analizate sunt: Motor diesel TDI de 2 litrii si puterea de 125 kW : motor cu 4 cilindrii in linie, turbodiesel, 4 supape pe cilindru, diametru cursa x piston: 81x 95,5 mm, putere maxima P max = 125kW, turatie putere maxima 4200 rot/min, cuplu maxim 350Nm, turatie cuplu maxim 1800-2500 rot/min; raport de compresie 18:1 ; formare amestec carburant injectie directa, pompa injectoe cu element comandat piezo, norma de poluare UE 4, tratare gaze evacuare cu filtru de particule diesel dotare standard[ 20 ].

Garnitura de chiulasa este cu protectie termica imbunatatita. Este fabricata dintr-un aliaj de Al-Cu-Si pentru o mai buna rezistenta mecanica. Optimizarea zonelor de racire se face printr-o mai buna disipare a caldurii, prin canale inelare noi in jurul scaunelor supapelor si de asemenea printr-un schimbator de caldura marit. Zonele termice critice din jurul injectoarelor si supapelor de evacuare sunt descarcate, astfel incat se obtine o scadere a tensiunilor si deformatiilor chiulasei.

Capacul de chiulasa este cu separator de ulei integrat continut pe dosul chiulasei. Capacul chiulasei are o noua constructie si include un sistem de separare a uleiuliui din gazele din carter. Separtarea uleiului se face in 3 faze: separare grosiera; fina cu supapa de presiune si cavitate de amortizare. Separarea grosiera se face prin intermediul unui labirint, in care se sepatra picaturi mari de ulei din gazele din carter. Aceste picaturiu se pot apoi scurge prin niste gauri de scurgere din chiulasa. Serpararea fina se face intr-un separator ciclonic cu supapa de presiune.Amestecul gaz/ulei este dirijat tangential, asdtfel incat se formeaza un vartej. Picaturile fine de ulei fiind ,mai dense se depun pe perete si se scurg. In acest mod se pot separa si cele mai mici picaturi de ulei. Vartejul rezultat este antrenat in cavitatea de amortizare, totodata aici sunt preluate ultimile picaturi de ulei

63

Fig.3.78. Tipuri de chiulasa prevazute cu separator de ulei integrat pe dosul chiulasei [20,24].

64

a bFig.3.79, a)- Schema de ventilatie a carterului motorului [ 22 ].Spray-ul de ulei din carterul inferior, se precipita picatura cu picatura in linia de evaporare, deschide pistonul supapei, si curge inapoi in carterul inferior. Schema instalatiei de ventilatie mai cuprinde un filtru de ulei de tip ciclon; racitorul incarcaturii de aer; galeria gazelor de evacuare la turboincarcator. Scurgerile de gaze din camera de evolutie pe la segmentii de etansare ai pistoanelor, cauzeaza turbulenta la suflarea gazului si si agitarea uleiului in carterul inferior ; b)- constructia supapei: membrana; conducta de la baia de ulei; idem la conducta de admisie [ 22 ]. Noile bujii incandescente ceramice( fig.3.80). Bujia incandescenta este alcatuita din doua parti ceramice: exterioara izolatoare, interioara conducatoare de electricitate. Fata de bujiile incandescente metalice, cele ceramice ating o temperatura mult mai mare si au o durabilitate mai mare (aproximativ durata de viata a motorului). Tensiunea initiala este de 11V , ajungandu-se la 7 V pentru cea corespunzatoare post incalzirii.

Fig.3.80. Constructia bujiilor incandescente ceramice, si comparatia intre caracteristicile de temperatura la bujiile ceramice si metalice[ 22].

In timpul regenerarii active a DPF, bujiile incandescente sunt actionate de catre unitatea de comanda a motorului pentru a imbunatati conditiile de ardere. In timpul post incalzirii bujia atinge o

65

temperatura de 1350 grade Celsius. La pornire, post incalzirea poate dura pana la 5 min, daca temperatura lichidului de racire este sub –20 de grade Celsius.Pompa injector. Unitatea injector cu supapa piezoelectrica este fabricata de Wolkswagen Mechatronics. Are doua versiuni de unitate injector si supapa piezoelectrica.Pompa injector imbunatatiri( fig.3.81).Diagrama gestiunii fazelor de injectie – timpi variabili de injectie, are o valoare minima de 130 bar si un maxim de 2200 bar. Preinjectia incepe la 130 bar, initial la 160 bar. Injectia principala la sarcina maxima ajunge pana la 2200 bar (initial 2050 bar)- acelasi volum de injectie cu orificii mici.

- Supapa piezoelectrica se deschide aproximativ 4 timpi mai repede decat supapa electromagnetica;

- Supapa se inchide si se deschide pentru fiecare faza a injectiei, si deschiderea fantei este actionata.

Fig.3.81. Schema injectorului comandat prin actuator piezoelectric[ 22 ]

Modificarea lungimii elementului piezoelectric de comanda a pompei injector.Efectul piezo-electric folosit la comanda injectoarelor pezo-electrice a fost descoperit de Pierr Courier in 1880[ ]. Tensiunea de comanda este dependenta de temperatura elementului piezo si de cantitatea injectata (cca 100-200V). Functionarea elementelor piezo se face astfel: pentru elementele piezo fara tensiune U circuitul electronic este deschis. La elementele piezo cu tensiune, circuitul este inchis prin modificarea dimensiunii elementelor. Elementele piezo contin cu siguranta elemente ceramice. Efectul piezo electric este familiar de la senzorul de variatiea presiunii, de exemplu.Cand elementul piezo este emergizat el isi schimba forma.

Fig.3.82. Modificarea lungimii elementului piezoelectric pentru comanda injectorului la motorul diesel Tdi de 2 litrii si 125 kW [ 22 ].

66

O sectiune printr-o pompa injector contine urmatoarele elemente( fig.3.81): ac supapa de comanda; camera de inalta presiune; supapa de retinere unisens; ac injector; piston inchidere; ac injector; tur combustibil; retur combustibil; actuator piezoelectric ; pirghiide comanda; piston pompa. Actionarea se face de catre arborele cu came+ un culbutor cu rola.Supapa piezoelectrica este amplasata la supapa electromagnetica. Noile componente hidraulice includ un non retur supapa si un pistan de siguranta (de etansare). Schimbarea lungimii elementului piezo este proportionala cu tensiunea ce trebuie aplicata. Controlul este todeauna de o mare acuratete. Controlul tensiunii depinde de temperatura actuatorului piezo si de cantitatea injectiei (100-200V). Actuatorul piezo contine multe elemente piezo de 0,08 mm, foi de contact metalice si rondele de presiune, care se dilata maxim 0,04 mm.Grosimea unui element piezo estre de 0,08 mm, iar dilatarea este de aproximativ 0,15%. Pentru obtinerea unei dilatari de aproximativ 0,04 mm, este necesar sa se monteze mai multe elemente in serie. Intrucat dilatarea este limitata de lungimea pachetului de elemente piezo, este necesar sa se multiplice aceasta miscare, prin utilizarea unor parghii de otel. Astfel se obtine o multiplicare a miscarii de 0,1 mm.

Fig.3.83. Sistemul de amplificare a deplasarii cu elemente piezo pentru comanda injectoarelor[ 22 ]

Fig.3.84. Graficul presiunii de injectie si gestionarea fazelor injectiei la motoarele diesel TDI de 2 litrii si 125 kW[ 22 ]

Filtru de particule diesel fara intretinere, contine: senzor de temperatura inainte de filtru de particule G506; semzor de temperatura inainte de turbina G507; senzor de temperatura dupa filtrul de particule G506; presiune diferentiala; Sonda Lambda G39. Instalatia standard este cu filtru de particule diesel si catalizator de oxidare integrat. Modulul este dezvoltat pe motoare cu 4 cilindrii fara sistem aditiv.

67

Fig.3.85[ 22 ]

Fig.3.86 [ 22 ]Conditia prealabila este o mare pozitionare a admisiei de gaze la turboincarcator, astfel ca evacuarea si incarcarea la turbina si de partea compresiei turboincarcatorului.In mod de lucru normal (miscare normala), este o continuare pasiva de oxidare a carbonului la trecerea prin catalizator. Acest control face necesara regenerarea activa numai dupa zile lungi de functionare sub sarcina slaba. Initierea regenerarii ative prin sistemul de management al motorului, se face pe calea calcularii factorului de incarcare de carbon, care este deviat de la rezistenta de curgere in filtru.

Fig.3.87. Constructia catalizatorului [ 22 ].

68

Constructia filtrului de particule diesel fara intretinere, contine o depunere de platina, strat cu substanta activa aluminiu/oxid de ceriu, corp filtru de carbura de siliciu; particule fumigene. Filtru de particule diesel fara intretinere cuprinde o forma de structura de fagure a corpului ceramic facut din silicon carbidic. Proprietatile siliconului carbidic sunt:rezistenta mare; o foarte buna rezistenta la temperatura; expansiune joasa a caldurii; corpul ceramic este ars in multe canale mici care sunt sub forma de scara la capetele opuse. Aceste rezultate de intrare –iesire a canalelor care sunt separate de pereti de filtrare, sunt porosi si sunt alcatuiti din oxizi de aluminiu si ceroxid. Catalizatorul de platina poate fi gasit pe suportul de asezare. Depunerea de oxid ceros accelereaza reactiile termale a carbonului cu oxigenul dupa 580 de grade Celsius.

Regenerarea pasiva. Regenerarea intre pasiv si activ a filtrului de particule la diesel este facuta de diferenta stratului filtrului catalizatorului de particule. Pentru o regenerare pasiva, particulele de funingine sunt arse in continuu fara interventia sistemului de management al motorului. Tempersatura la gazele de evacuare este de 350-500 de grade Celsius (la miscarea motorului pe drum), particulele de funingine sunt convertite prin stratul de platina prin reactia cu oxid de azot la dioxid de carbon.Functionare: Oxidul de azot este generat prin stratul de platina de (NOx) si 02, prezent in gazele de evacuare. NOx + O2 reactioneaza la NO2. Dioxidul de azot (NO2) reactioneaza cu carbonul ( C ) de la particulele de funingine. Rezultatul este monoxid de carbon (CO) si monoxid de azot (NO) care se formeaza.

NO2 + C reactioneaza, rezulta CO + NO.Monoxidul de carbon (CO) si monoxidul de azot se combina cu oxigenul O2 de la dioxidul de azot (NO2) si monoxidul de carbon (CO2).

CO + NO + O2 reactia conduce la NO2 + CO2.

Regenerare activa. Schema de regenerare activa contine: debitmetrul de aer G70; senzorul temperaturii inainte de filtru, G506; senzor presiune diferentiala, G450, unitate comanda motor Jxxx.Regenerarea activa a particulelor filtrelor in motoare diesel are loc cu particulele de funingine, filtrate superior in filtru la o temperatura scazuta a gazelor de evacuare (de exemplu in trafic urban). Cu regenerarea activa particulele de funingine sunt arse cu ajutorul managementului motorului impreuna cu cresterea temperaturii gazelor de evacuare. La o temperatura de 600-650 de grade Celsius. Carbonul ( C ) oxideaza particulele de funingine cu oxigenul (O2) in monoxid de carbon. Dupa incarcatura de funingine, filtrul de particule este calculat sa fie programat dupa modul incarcaturii in unitatea de control a motorului. Dupa modul incarcaturii de carbon este determinat profilul miscarii care utilizeaza semnalul de la senzorul de tempartaura a gazului la evacuare prin proba Lambda. Alt model al incarcaturii de carbon, este rezistent la curgerea variabila a particulelor diesel filtrate, care este determinata de un semnal dat de senzorul de presiune la gazele de evacuare, senzorul de temperatura a gazelor de ecvacuare, inainte de filtrul de particule si masa de aer ramasa.Controlul motorului in timpul regenerarii active. Odata ce depozitul de funingine in filtrul de particule s-a imbunatatit la un nivel superior, regenerarea activa este initiata de unitatea de control a motorului. Tunelul de aer al prizei este restrictionat de o clapeta a unitatii de control.(tempoeratura creste in camera de combustie). Recircularea gazelor de evacuare este intrerupta (temperatura s-a ridicat in camera de combustie si oxigenul continut este crescut). Dupa intarzierea injectorului principal (10-15 grade unghiul la arborele cu came dupa TDC), este initiata injectia principala se inchide la post injectie (40-50 de grade unghiul arborelui cu came dupa TDC), (temperatura se mareste in camera de ardere). Post injectia pe mai departe este initiata de injectia principala (de baza),( 150-170 de grade

69

arbore cotit dupa TDC). Combustibilul trecut, vaporizeaza in camera de combustie. In timpul oxidarii hidrocarbonatilor in oxizi catalitici, caldura este generata cu ajutorul temperaturii in frontul de particule filtrate pana la 620 de grade. Schimbarea presiunii este astfel adaptata in timpul regenerarii, incat cuplul motorului nu se schimmba semnificativ pentru antrenare.

Motoare diesel TDI cu cilindrii in V

Motorul V8 TDI de 165 kW, din figura 3.3, combina performantele deosebite de exploatare cu o mare economie de combustibil, are emisii mici de noxe la evacuare, fara sa mentioneze funingine si asigura un confort extraordinar.

Motorul V8 TDI are unghiul dintre planurile cilindrilor la un unghi de 90 de grade si este prevazut cu doua turboincarcatoare. Are o cilindree de 3328 cmc, si puterea maxima la iesire de 165 kw (225CP) este data la 4000 de rot/min. Momentul dezvoltat de motor este de 480Nm la 1800 rot/min, diametrul x cursa DxS , in mm : 78,3 x 86,4,. Raportul de compresie 18 :1, masa 265 kg, ordinea de aprindere a cilindrilor 1-5-4-8-6-3-7-2, preparare mixtura- injectie directa in cilindru cu sistem Common rail, gazele de evacuare actioneaza doua incarcatoare de aer cu torbine de gaze cu geometrie variabila. Standard de poluare Euro 3.Momentul maxim de 480Nm dezvoltat la 1800 rot/min, ramane constant pana la turatia de 3000 rot/min.Sistemul Common rail este o noua alternativa la sistemele de injectie pentru motoare diesel moderne. Ca orice sistem de injectie, common rail raspunde la urmatoarele intrebari :

- genereaza o mare presiune pentru ciclul de injectie si distributia combustibilului in cilindrii;- injectia este precisa, calculeaza cantitatea de combustibil introdusa in cilindrii si la

momentul de timp corect. Sistemul Common rail cuprine:-pompa de prealimentare;-pompa de inalta presiune ; -circuitul de control de inalta presiune pentru rampa de combustibil ;o rampa cu 4 injectoare pe fiecare parte, I si II, a blocului de cilindrii in V.Schema spatiala a sistemului de injectie Common rail este data in figura 3.88 [22].

Fig.3.88 [ 22]

Sistemul Common rail este un sistem de injectie de tipul acumulator de presiune, unde generarea presiunii si injectiei de combustibil au loc separat [ 22]. O pompa separata de inalta presiune

70

genereaza presiune continuu. Aceasta presiune esrte acumulata in interiorul rampei de combustibil din blocul cilindrilor si asigura necesarul pentru injectoare cu ajutorul unor conducte scurte.

a

b Fig.3.89. Pompe de alimentare pentru circuitul de joasa presiune: a- pompa cu role; b-pompa cu roti dintate[ 22 ].

Unitatea de control a motorului controleaza cantitatea de combustibil injectata in cilindrii si timpii de injectie cu ajutorul supapelor electrice ale injectoarelor.Avantaje[ ] :

- presiunea de injectie poate fi selectata la nivelul valorii din rampa la intamplare fara zona cartacteristica ;

71

- injectia de mare presiune este asigurata de o mica compensare a deschidrii clapetei obturator ;

- flexibilitatea inceputului injectiei de combustibil cu ciclul de pre-injectie, injectie principala si ciclu de post injectie; face ca acest sistem sa aibe un mare potential pentru dezvoltarea procesului de combustie diesel pentru viitor, care da o mare felexibilitate cu privire la injectia de combustibil.

- Gazele de evacuare sunt tratate optim dupa evacuare.- Performantele acestui procedeu in raport cu alte sisteme de injectie sunt aratate in figura

3.91[ ]Legatura de joasa presiune [ ]. Pompa de combustibil G23 ( fig.3.89,a) este o pompa electrica de prealimentare plasata in exteriorul rezervorului de combustibil. Doua pompe de suctiune de prealimentare G6 asigura umplerea compartimentului din rezervor ( fig.3.93). Presiunea este de aproximativ 3 bar la pompele cu roti dintate todeauna cand motorul este pornit.Ele asigura pornirea motorului la orice temperatura a combustibilului. Functionarea pompei cu role ( fig3.89,a) este eliminata dupa ce motorul a fost pornit.Pompa cu roti dintate este mecanica, ea primeste combustibil de la pompa de prealimentare. Pompa cu roti dintate antreneaza combustibilul din compartimentul despartitror, iar pompa cu role antreneaza combustibilul in interiorul rezervorului cu ajutorul unei conducte by-pass ( bay-pass se face cu pompa cu role) dupa ce motorul a inceput sa mearga. Debitul de combustibil de la pompa de inalta presiune este returnat la pompa cu roti dintateAvantaje:Fiabilitate; sensibilitate scazuta la impuritati; rezistenta la vibratii; debit 3,1 cmc/U: 40 l/h la 300 rot/min si 120 l/h la 2500 rot/min [ ].

Fig.3.90. Presiunea de injectie in functie de turatia motorului, in rot/min [22 ].

Componentele rampei de combustibil[ 22 ].

Legatura de inalta presiune. O pompa cu 3 pistoane controlata la interior de un drosel restrictor in V, asigura presiunea inalta a pompei. Pistoanele pompei sunt aranjate la un unghi de 120 de grade. Pistoanele radiale ale pompei sunt actionate de o cama, cursa de rotatie asigura incarcarea fiecarui element in miscare. Momentul maxim de antrenare este de 17Nm la 1300 bar, iar timpul de operare este de 9 ori mai mic in comparatie ciu o pompa cu distributor rotativ utilizata conventional in tehnologia de injectie.

72

Fig.3.91. Sectiune prin pompa de injectie de inalta presiune cu pistonase radiale [ 23]. Specificatie: presiunea maxima 1350 bar; turatia 75-3000 rot/min; debit 0,6-0,7 cmc/u; consum de putere 3,5 kW la viteza de rotatie a motorului si la presiunea din rampa centrala de 1350 bar.Notatii: 1- supapa pentru trecere combustil N290; 2-camera cu orificii; 3-arbore interior; 4-arcuri de presiune; 5-pistonul pompei; 6-excentric; 7-sectiune corp pompa; 8- conducta de retur la popa cu roti dintate; 9- linia de retur de la rampa de combustibil; 10- de la pompa cu roti dintate; 11-la rampa de com,bustibil.

Arborele interior cu came excentrice impinge pistoanele in sus dupa traiectoria uei sinusoide . Pompa cu roti dintate forteaza intrarea combustibilului in camera pistonului si asigura si lubrificarea si racirea la o mare presiune a pompei in orificiul restrictor al supapei electromagnetice N290. Daca presiunea combustibilului din legatura este mare, se deschide supapa de siguranta ( 0,5-1,5 bar) a pompei cu roti dintate care forteaza combustibilul sa treaca prin supapa de admisie in elementele pompei, astfel este asigurata miscarea in jos a pistonului pompei in cursa de admisie, cand profilul camei nu actioneaza ( figura 3.92). Cand pistonul trece de punctul mort interior, supapa de admisie se inchisa, si face sa creasca presiunea in elementul de pompa deoarece combustibilul nu mai poate sa scape. Combustibilul trebuie acum comprimat asigurand acum legatura presiunii de la pompa cu roti dintate. Presiunea care este acum produsa deschide supapa de evacuare, si combustibilul intra in circuitul de inalta presiune. Elementele pompei distribuie presiune pana cand pistonul este actionat de cama, si incepe o noua cursa de aspiratie.

73

Fig.3.92. Schema hidraulica de functionare a pompei de combustibil de inalta presiune[ 23 ]: supapa pentru traversarea combustibilului N290; drosel restrictor; piston de reglare; conducta de lubrificare cu ulei; pompa de inalta presiune; pistonul pompei; supapa de evacuare; evacuare combustibil la rampa; linia de retur la pompa cu roti dintate; supapa de siguranta; pompa cu roti dintate pentru prealimentarea liniei.

Componentele Common rail [23]. Pompa de inalta presiune este antrenata de camele arborelui cu came, care la randul sau, este antrenat de la arborele cotit al motorului, printr-o transmisie cu raportul de transmitere i = 2/3.La o reglare mica a nivelului clapetei de admisie, care corespunde la o viteza mare a motorului, pompa de inalta presiune va injecta in cilindru o cantitate mai mare de combustibil. La reducerea puterii comsumate de pompa de inalta presiune, cand nu e necesara injectia de combustibil cald de catre aceasta, combustibilul poate fi redirectionat la conducta de retur cu ajutorul supapei cu comanda electrica N290. Conditii de operare la energizarea supapei electromagnetice N290. Cand este energizata bobina electromagnetica, supapa este deschisa. Controlul pistonului de reglare se face de forta elastica a arcului care asigura o sectiune minima de trecere a combustibilului de la pompa de mare presiune. Supapa comandata cu bobina electromagnetica este mai mult sau mai putin inchisa depinzand si de viteza motorului.Conditii de operare la activarea bobinei supapei N290. Cand este activata bobina, supapa este inchisa. Controlul presiunii se face cu ajutorul restrictiilor de control ale pistonului de reglare cu legatura de presiunea pompei. Controlul presiunii, si astfel pozitia pistonului este schimbata variind pulsul prin rotatie. Combustibilul este taiat la actionarea bobinei supapei, si el se intoarce la pompa cu roti dintate. Presiunea din rampa de combustibil , se acomodeaza senzorul presiunii de combustibil si controlul electric al supapei pentru presiunea combustibilului, si distributia combustibilului la doua rampe pana la presiunea de 1350 bar.

74

Supapa de reglare a presiunii de combustibil N276( fig.3.93). Supapa de reglare este localizata in rampa de combustibil si genereaza o presiune diferita in circuitul de inalkta presiune in dependenta cu punctul de operare stabilit .Motor – « Off ». Supapa se energizeaza, forta de presiune din arc are o actiune reconventionala de mare presiune de la pompa de inalta presiune. In consecinta, presiunea din rampa de aproximativ 100 bar creste in continuare. Motor- “ON” . La cresterea presiunii in rampa de combustibil, forta electromagnetica din bobina de conectare este oponenta la presiunea mare a pompei de inalta presiune, prin curentul electric aplicat.Sectiunea de curgere este reglata, si cantitatea de combustibil este redirectionata. Se face reducerea de combustibil. Astfel presiunea din rampa, este controlata optim de unitatea de control, iar fluctuatiile de presiune din rampa de combustibil pot fi compensate.[ ] Cantitatea de combustibil este redirectionata de supapa de reglare a presiunii care o intoarce in rezervor pe linia de retur.

a bFig.3.93. Supapa de reglare a presiunii din rampa de combustibil[ 22 ]

Traductorul de presiune a combustibilului G247. Senzorul de presiune a combustibilului, masoara in mod curent presiunea din sistemul de inalta presiune. Racordul sau de presiune, transforma semnalul in tensiune la unitatea de control a motorului, prin evaluare electronica. Variatia tensiunii la evaluare electronica este de 5V, la presiunea combustibilului de 1500 bar. Senzorul de mare presiune este componenta cheie a sistemului.Circuitul de inalta presiune. Contine pompa de inalta presiune, rampa de combustibil cu supapa de reglare pentru presiunea de combustibil, doua rampe centrale de combustibil pentru ramurile cilindrilor I si II, si conductele de inalta presiune de la acestea de la injectoare. Acumularea volumului de combustibil actioneaza ca balans pe oscilatia presiunii cauzate de pompa de inalta presiune, si simultan pe timp scurt, fara sa desemneze combustibilul pe ciclul de injectie.Schema de lucru a instalatiei de injectie Common rail la un motor cu 8 cilindrii in V este prezentata in figura 3.94 [ 22 ]

75

Fig3.94. Schema sistemului de alimentare Common rail la motorul V8 TDI [22]1- pompa de combustibil pentru prealimentare Q8, montata in rezervor; 2-pompa decombustibil G23; 3-supapa de siguranta cu by pass N312; 4 - supapa comandata cu un element bimetalic pentru preincalzirea combustibilului; 5- racitor de combustibil (circuit de apa cu temperatura joasa); 6- filtru de combustibil; 7-pompa cu roti dintate; 8-supapa pentru blocatrea combustibilului N290; 9- pompa de inalta presiune; 10- rampa de combustibil cu circuit de control de inalta presiune; 11-supapa de reglare pentru presiunea combustibilului N276; 12- element de rampa pentru blocul cilindrilor I; 13- idem pentru II; - injectoare 1…4; - injectoare 5…8; 14-racirea combustibilului cu aer cu un racitor montat pe bordul vehiculului; 15 –supapa mecanica cu bila de spargere a presiunii; 16- perete despartitor rezervor; 17-trimitere pentru presiune combustibil G247;

Supapa care controleaza unitatea injectorului[22]. Componentele injectorului: diza cu 6 orificii; sistemul hidraulic; supapa electrica (cu bobina); conducte de combustibil. Injectoarele cu diametru mic (de 17 mm) sunt folosite cand spatiul disponibil din capul cilindrilor este limitat. Combustibilul care este trimis de la rampa centrala la conexiunea de inalta presiune la orificii de pulverizare, intra in spatiul de distributie al supapei, prin legatura cu droselul restrictor. Supapa de distributie spatiala este conecatata la linia de retur a combustibilului, prin intermediul unui restrictor. Intoarecerea prin restrictor poate fi deschisa cu ajutorul bobinei supapei injectorului.Specificatia injectorului: curent > 20 Amax 300 mili sec; actionare pana la 80 V, presiune nivel I 20-1360 bar, orificii de injectie 6x0,15 mm.

76

Fig.3.95.Sectiune prin injector pentru motoare diesel V 8 TDI [ 22 ]: 1- arc injector; 2- spapa de distributie spatiala; 3- restrictor de retur; 4- armatura supapei electromagnetice; 5-linia de retur a combustibilului la rezervor; 6- conectarea electrica a bobinei supapei; 7-bobina supapei; 8- prealimentarea cu combustibil cu presiune inalta de la rampa de combustibil; 9-bila supapei; 10-restrictor de alimentare; 11- pistonul supapei de distributie spatiala; 12- conducta de inalta presiune pentru ridicare ac injector; 13-camara de volum injector; 14- acul injectorului.

a b Fig.3.96, a si b. Functionarea injectorului [ 22 ].

77

Functionare injector. Pozitia oprit – motor « OFF » Combustibilul de la rampa centrala din motor este prezent constant in conexiunea de inalta presiune care merge la injectoare. Combustibilul ineaca camera de volum a acului rezemat pe scaunul sau in interiorul diuzei, si suprafata de distributie a combustibilului prin legatura supapei cu droselul- restrictor.-este o presiune constanta intre camera de volum si supapa de distributie;-bobina supapei electromagnetice inchide injectorul.La o presiunea totala de 1,5 ori mai mare, decat cea normala pe suprafata conica a acului care inchide orificiile de pulverizare, injectorul faca cea ce trebuie sa faca. Forta exercitata pe pistonul de comanda, prin intermediul presiunii hidraulice asupra zonei conice a acului injector este de circa 50% mai mare decat forta de deschidere a arcului injectorului. Pistonul insa preseaza in continuare acul pe scaunul sau. Arcul injectorului tine supapa injectorul inchisa la mai mult de o diferenta de presiune de 40 bar, intre camera de volum si supapa de distributie comandata electromagnetic. Pornirea injectorului de conbustibil- motor »ON ». Daca curentul electric este aplicat la bobina supapei, forta electromagnetica generata in bobina supapei electromagnetice, va fi mai mare decat forta de inchidere a arcului. Bobina deschide supapa, si returnarea combustibilului se face prin droselul restrictor. Se reduce presiunea combustibilului in supapa de distributie, si se reduce astfel si forta de inchidere a supapei diuzei de catre acul injectorului care se aseaza pe scaunul sau. Rezultatul este un exces de presiune a combustibilului si/sau din rampa centrala, care creste presiunea in camera de volum, din interiorul diuzei, astefl ca, excesul de presiune este de aproximativ 60 de bar. In consecinta forta exercitata pe zona cilindrica a acului injector, face ca acesta sa se ridice de pe scaunul sau, permitiand accesul combustibilului sub presiune la orificiile diuzei de pulverizare. Viteza de ridicare a acului injectorului de pe scaunul sau, este dependenta de aplicarea unui curent electric mare pentru scurt timp, si de returnarea combustibilului in legatura restrictorului prin sectiunea de trecere. Returnarea combustibilului prin sectiunea de trecere a restrictorului trebuie sa fie mai mare ca cea din legatura sectiunii de trecere inainte ca acul injectorului sa se deschida total.

Managementul motorului.

Formarea mixturii. Inceperea injectiei combustibilului. Daca curentul este aplicat la bobina electromagnetica a supapei pentru un timp lung, pistonul de control al supapei si acul injectorului se ridica la controlul stop piston. Diuza injectorului este acum deschisa, astfel combustibilui este injectat in cilindru sub aceiasi presiune aproximativ cu cea existenta in rampa centrala. Bobina nu deschide complet supapa in timpul fiecarui ciclu de injectie, astfel ca, numai o mica parte din combustibil este injectata[ ]. La injectia unei mici cantitati de combustibil, bobina supapei este energizata pentru o scurta perioada de timp. Acul injectorului nu se deschide asa de repede la manevra sa, cu ajutorul fortei electromagnetice generate, ci numai putin.Cantitatea injectiei de combustibil in cilindru este definita de :

- timpul de actiune al bobinei electromagnetice a supapei;- viteza de deschidere si inchidere a acului;- rata de curgere hidraulica a combustribilului de la duza; - presiunea din rampa.

Sfarsitul injectiei. Daca bobina supapei este dezactivata, arcul supapei preseaza armatura bobinei supapei, bila supapei se aseaza pe scaumul sau, si supapa se inchida. Returnarea combustibilului la droselul restrictor este inchisa, iar presiunea in spatiul de control creste la presiunea din sistem. Forta elastica a arcului inchide supapa, controlul pistonului este mai mare decat forta de deschidere si acul se aseaza pe scaunul diuzei. Injectorul este inchis.In contrast cu prevederile constructiei clasice a sistemului de injectie, inchiderea injectorului este controlata de fiecare data cand presiunea din sistem este mare. Obiectivul pre-injectiei pe ciclu este

78

de a reduce noxele de emisii si consumul de combustibil. Cantitatea pre-injectata de combustibil, este stabilita prin arderea combustibilului in camera de combustie, la fel si cantitatea principala de combustibil necesara ce trebuie injectata la presiune si temparatura. Injectia principala de combustibil se face direct in antecamera.

Fig.3.97. Ciclu de pre-injectie si ciclu de injectie principala: ridicare ac ( microni ) functie de timp ( milisecunde ) [ 22 ].

Fig.3.98. Diagrama presiunii combustibilului in raport cu PMI [ 22 ]: albastru- curba de presiune cu preinjectie pe ciclu; rosu punctat- curba de presiune fara preinjectie pe ciclu; curba de ridicarea ac injector.

Avantaje ( v. fig.3.98):

79

- durata injectiei principale este scurtata;- acest sistem produce noxe mai reduse decat in cazul motoarelor diesel conventionale,

deoarece reduce varfurile presiunii combustibilului injectat;- conbustie optima in functie de mixtura de combustibil realizata.

Ciclul de preinjectie controleaza curba presiunii de combustibil cu ajutorul urmatoarelor marimi variabile:

- cantitatea de pre-injectie; distanta acesteia la ciclul injectiei principale care are loc la cresterea turatiei motorului;

In figura 3.98 este arata diferenta dintre curbele de presiune a procesului de combustie cu si fara ciclu de pre-injectie[ 22 ].

Fig.3.99. Managementul motorului. Schema de supraalimentare a motorului V 8 TDI [ 22]: A-pompa de vacum; B- frana servo; C- supapa de accelerare; G2/G60- senzor temperatura de racire; G28- senzor viteza motor; G40-senzor de sala (galerie); G70- debitmetru de aer; G71-senzor presiune incarcatura; G 246- debitmetru de aer 2; unitatea de control a sistemului de injectie directa diesel; N18- supapa EGR pentru blocul cilindrilor 1; N75-supapa cu bobina electromagnetica pentru controlul presiunii incarcaturii; N 213-supapa EGR pentru blocul cilindrilor 2; N274- supapa electromagnetica 2 pentru controlul presiunii incarcaturii; N239-supapa de transfer la galeria de aspiratie.

80

Control vacumatic ( figura 3.99 ). La motoarele V8 TDI, la antrenarea pompei de vacum (A) a motorului se asigura o suficienta cantitate de vid la mediul curent pentru controlul prin vacum. Suplimentar, servofrana (B) , controleaza vacumatic gazele de evacuare la turboincarcatoare, supapa EGR si cele 2 clapete de supape (C) din inderiorul modulului de comanda. Presiunea incarcaturii date de aer este asigurata via senzor de presiune aspiratie (G71). Semnalul la dele doua filme de temperatura, ale debitmetrelor de aer ( G70/G246) sunt utilizate pentru controlul turboincarcatorului via presiune incarcatura limitata de supapele ( N75, N 274). Clapatele supapelor (C) activeaza admisia incarcaturii peste supapa N239. Ele sunt operate cand motorul este inchis pentru scurt timp. Sistemul de racire al motorului V8 TDI, se subdivide in trei domenii de temperatura: a)- temperatura inalta, corespunzator circuitului de racire principal; b)-temperatura joasa, corespunzatoare circuitului de racire al incarcaturii; c)-temperatura joasa, circuitul de racire al combustibilului [ 22 ]. In figura 3.100 este indicat sistemul de racire al gazelor recirculate la tehnologia EGR[ ].

Fig.3.100. Sistemul de racire al gazelor recirculate exterior la tehnologia EGR [23]: bobina supapei pentru supapa de transfer N239; supapa EGR; racitor EGR; racitor pentru incarcatura de aer; aspiratia incarcaturii de aer; supapa de transfer; supapa EGR; supapa EGR N18/N213.Din tancul EGR o parte din gazele de evacuare sunt returnate in procesul de combustie. Reducerea oxigenului in mixtura combustibil-aer, se face cu un proces de combustie redus. Aceasta tendinta de a reduce varfurile de temperatura a combustiei reduce emisiile de oxizi de azot. Cantitatea de gaze recirculate este controlata de supapa de recirculare a gazelor de evacuare in acor cu mapa de

81

performanta a unitatii de control a motorului. Racitorul gazului de evacuare recirculat asigura temperatura de combustie, si aditional, scaderea temperaturii gazelor prin recircularea lor in racitorul gazelor de recirculare, astfel ca se reduce cantitatea de gaze care poate fi recirculata [ 23 ] Filtrul de particule diesel. La motorul 3,2 litrii V6 TDI, emisiile de particule de carbon sunt reduse cu ajutorul filtrului de particule diesel si suplimentar prin masurile implementate in interior[ 23 ].Aceste filtre de particule diesel sunt localizate in circuitul de evacuare, la intrarea aerului proaspat in convertorul catalitic de oxigen care este pozitionat langa capac ( figura 3.101) . Structura filtrului de particule diesel si a procesului de regenerare pasiva si activa este similara cu cea prezentata la sistemul folosit la motorul de 2 litrii TDI de 125 kW. Schema instalatiei de tratare a gazelor de evacuare la un motor diesel 6V TDI este prezentata in figura 3.101.

Fig.3.101. Schema instalatiei de tratare a gazelor la motorul diesel V6 TDI [ 23].

Ansamblu sistemului: convertor de oxidare catalitica; camasa catalizator cu filtru de particule; 1-unitatea de control cu display inserat in panoul J265; 2- unitatea de control a sistem de injectie diesel direct J265; 3-masurarea debitului de aer, debitmetru G70; 4-motor diesel; 5-senzor temparatura gazelor evacuate la blocul 1G235; 6-turboincarcator; 7-probe Lambda G39; 8- convertor de oxidare catalitica; 9- senzor 1 temperatura convertorului cataliticG20 (Touareg); 10-senzor 2 temperatura gazelor de evacuare la blocul 1 G445; 11- filtru de particule; 12- senzor 1 de presiune a gazelor de evacuare.

3.9. Formarea amestecului la MAC. Solutii constructive de camere de ardere[5,11,13].

82

Calitatea amestecului la MAC. La aceste motoare, amestecul se realizeaza direct in cilindru prin pulverizarea combustibilului in masa de aer comprimat aflata in incinta de ardere atunci cand pistomul este aproape de PMI. Datorita presiunii si temperaturii mari, amestecul se autoaprinde, uramata de ardere atunci cand pistonul se afla in apropierea PMI. Datorita presiunilor si temperaturilor foarte mari amestecul se autoaprinde, injectia continuand in paralel cu arderea. Timpul de realizare a amestecului la MAC este foarte scurt, de aproximativ 10-35 ori mai mic decat la MAS, gradul de neuniformitate al lui este mai mare, deci creste coeficientul de exces de aer la valori de 1,2-1,7.

Camere de ardere directe nedivizare. La aceste tipuri de camere de ardere, injectia combustibilului se face direct in camera de ardere, aflata in principal in calota pistonului ( fig.3.102,A). In acest caz, formarea amestecului se obtine pe baza energiei cinetice a jetului de combustibil si a energiei cinetice generate de turbionarea aerului comprimat datorita formei arhitecturii camerei de ardere. Autoaprinderea se produce datorita frecarilor particulelor de combustibil cu aerul cald , precum si cu peretii calzi ai camerei de ardere . Atunci cand durata de autoaprindere este ceva mai mare se dezvolta faza arderii rapide, cea ce duce la o functionare mai dura si mai zgomotoasa a motorului. Din aceasta cauza se cauta o imbunatatire a miscarii aerului in cilindru , fie prin realizarea unor miscari de vartej fie prin partea finala a galeriei de admisie , fie prin introducerea de supape cu ecran (solutie utilizata mai rar deoarece inrautateste coeficientul de umplere al cilindrului. La injectia directa un rol hotarator il are forma camerei de ardere cin calota pistonului. Diferite forme de camere de ardere practicate in calota pistonului sunt redate in figura 3.98. Care conduc la o eficienta mare a procesului de ardere, consum de combustibil redus, pierderi mici de caldura prin peretii camerei de ardere.

A) B)

Fig.3.102. Tipuri de camere de ardere : A – directe nedivizate; B- camere de ardere divizate.

83

Fig.3.103.Pozitionarea injectoarelor in raport cu camera de ardere [5 ]. O alta solutie constructiva utilizata la MAC consta in realizarea unei camere de ardere

separate de camera de ardere principala. In aceasta camera separata are loc arderea a 20-30% din combustibilul injectat, iar amestecul format este mai omogen si arderea mai completa. Functionarea motoarelor cu camera de ardere divizata este mai silentioasa, motorul porneste mai usor pe timp friguros, insa creste consumul de combustibil. In cursa de comprimare a aerului din cilindru, acesta este impins cu viteza prin camalul de legatura dintre camarea de ardere principala si camera de ardere separata, are loc vartejarea aerului si injectia de combustibil, cu o buna uniformizare a amestecului. Jetul de flacara format, isi continua apoi drumul prin canalul de legatura in camera principala, unde arderea se generalizeaza. Cresterea de presiune si temperatura in camera principala este relativ lenta, cea ce duce la functionarea rotunda a motorului. In figura 3.102,B, sunt prezentate diferite tipuri de camere de ardere divizate folosite la motoare pentru camioane si utilaje[ 5,13].

3.10. Alimentarea cu combustibil la MAC [11,13].

La auotomobile si utilaje de constructii echipate cu motoare diesel, utilizarea cea mai larga o au instalatiile cu pompe de injectie cu elementi in linie, si instalatiile cu pompe de injectie cu distribuitor rotativ. Schemele unor instalatii cu pompa de injectie cu elementi in linie sunt redate in figura 3.104, a si b, fiind cele mai des utilizate la motaoarele de utilaje, datorita faptului ca sunt cele mai simple si au cele mai putine elemente. Schema din figura 3.104, a, este compusa din rezervorul de combustibil 1, pompa de alimentare 2, aflata pe corpul pompei de injectie 5, filtrele de combustibil 3 si 4, pompa de injectie cu regulator centrifugal 5, injectoarele 6, conducta de retur de la surplusul de combustibil de la injector si de nivelul pompei de injectie este preluat de conductele 7 si 8. Pompa de alimentare 2 este antrenata de la arborele cu came al pompei de injectie este prevazuta cu o pompa de amorsare manuala 9.

84

a b c

Fig.3.104. Scheme pentru : a,b- instalatii de alimentare cu pompa de injectie cu elementi in linie ; c- schema de ansamblu a instalatiei de alimentare la motorul Saviem 797-05 [10].

Datorita filtrarii unei cantitati de combustibil mult mai mari decat cea efectiv consumata de motor, imbacsirea filtrelor este rapida. In cazul neinlocuirii filtrelor la timp, exista pericolul strapungerii lor de catre combustibil, care va infunda pompa de injectie si injectoarele.

In schema din figura 3.104, b, pentru a se evita acest lucru , la intrarea in filtrul secundar 4 se amplaseaza supapa de scurtcircuitare 10, care face ca surplusul de combustibil sa nu mai fie trecut prin al doilea filtru. Aceasta solutie prelungeste functionarea filtrului secundar si evita strapungerea lui prin deschiderea supapei 10. In figura 3.104,c este prezentata schema de ansamblu a instalatiei de alimentare cu pompa de injectie cu distribuitor rotativ[10].

Fig.3.105[ 9 ]. Fig.3.106 [ 9 ].Si instalatia de alimentare din figura 3.105, este prevazuta cu doua filtre de combustibil (filtru

brut si filtru fin). Supapa de siguranta pentru surplusul de combustibilde la filtre 10, se amplaseaza la intrare in primul filtru, si in plus apare droselul 11 si supapa de unisens 12. Returul combustibilului se face prin conducta 8. La acest montaj sunt protejate ambele filtre. Cand filtrul primar se inbacseste si rezistenta lui hidraulica creste mult, supapa de siguranta 10 se deschide si prin conducta 8 combustibilul este returnat in rezervor, iar motorul se va opri. Este semnalul de inlocuire a filtrelor. Aceasta schema de instalatie de alimentare este folosita in cazul motoarelor care nu pot fi supravegheate permanent ( statii de pompare pentru irigatii, statii de aer comprimat, motoare aflate in zone izolate) . In figura 3.106 este prezentata schema de alimentare cu pompa injector, la care conductele sunt continute in blocul motor, combustibilul fiind injectat in cilindrii cu ajutorul pompelor injector 6, cate una pentru fiecare cilindru. Acestea sunt actionate de un mecanism simlilar cu cel de la mecanismul de distributie. Firma Cummins foloseste pompe injector, iar conductele de alimentare cu combustibil 2 si 5 (din fig.3.106) sunt continute in blocul motor sub forma unor canale in blocul si chiulasa motorului.

85

Fig.3.107.Pompa de alimentare cu piston[10].

Pompe de alimentare cu piston.Pompele de alimentare cu piston pot fi : pompe cu simplu efect ( fig.3.107) si pompe cu dublu efect. Aceste pompe sunt utilizate in mod curent la MAC-uri echipate cu pompe de injectie in linie tip Bosch. Ele asigura o presiune de refulare de 1,2-2,5 bar, necesara instalatiei de alimentare a acestor motoare. Functionarea pompei cu simplu efect, prezentata in figura 3.107, este urmatoarea: in cilindrul 1 al pompei se afla pistonul 2 care este actionat de la arborele cu came al pompei de injectie cu ajutorul uneui tachet cu rola 3 si tija 4. Atunci cand pistonul 2 se deplaseaza in sus, sub actiunea arcului 5, are loc deschiderea supapei de admisie 8 si intrarea combustibilului in compartimentul de jos al cilindrului 1. Revenirea pistonului se face sub actiunea tijei 4, atunci cand tachetul 3 este actionat de cama arborelui pompei de injectie, avand loc impingerea combustibilului aflat sub piston si deschiderea supapei de evacuare 6. Combustibilul trece prin canalul de legatura dintre cele doua camere ale cilindrului, in partea superioara a pistonului compensand marirea de volum din aceasta zona. La urmatoarea cursa a pistonului se produce atat admisia unei noi cantitati de combustibil, cat si expulzarea combustibilului aflat in partea inferioara a pistonului prin canalul de legatura, in conducta de relulare spre bateria de filtre si pompa de injectie. Aceasta pompa cu simplu efect, are o singura cursa activa. In timpul cursei active, se produce concomitent refulare admisia combustibilului, iar cursa intermediara (inactiva) are loc transferul combustibilului prin supapa de evacuare 6 si canalul de legatrura trecerea combustibilului deasupra pistonului. In expoatare apare si fenomenul de autoblocare a pompei, care consta in imposibilitatea destinderii arcului 5 atunci cand presiunea din conducta de refulare e marita. In acest caz, tija 4 se deplaseaza liber (fara piston), sub actiunea presiunii din conducta de refulare (supapa de refulare 6 ramane deschisa), si echilibreaza forta elastica a arcului 5 si sub actiunea camei in celalalt sens.

Filtrele de combustibil. La motoarele moderne se utilizeaza filtre cu cartus filtrant, avand ca element activ un carton de filtrare cu porozitate uniforma. La MAC se monteaza doua filtre identice montate in serie.

Filtrele de aer. Filtrul de aer este de o mare importanta, mai ales pentru motoarele folosite la camioane si utilaje de constructii care lucreaza intr-un mediu prafuit de santier. Filtrele de aer sunt de tip uscat, cu cartus de filtrare din carton micronitic, sau umed, cu baie de ulei, sau cu filtrare mixta. Filtrele de aer cu raspandirea cea mai mare, sunt cele cu filtrare mixta (fig.3.108). La aceste filtre, procesul de curatare al aerului de praf si de alte impuritati are loc prin combinarea efectului de centrifugare, care are loc la schimbarea directiei curentului de aer in masa de ulei, cu efect de spalare in masa de ulei aflat in corpul filtrului. Ceata de ulei provine din conducta de legatura a filtrului cu carterul inferior. Aerul umidificat cu ulei este apoi purificat in elementul de filtrare, care este o impaslatura de fibre naturale sau artificiale presate.

86

Fig.3.108. Filtru de aer mixt: 1- baie de ulei; 2-carcasa filtru de aer; 3-cartus filtru de aer; 4- capac; 5- surub fixare capac; 6- galeria de admisie la corpul carburatorului la MAS.

Deoarece pompele de injectie, injectoarele si regulatoarele de turatie sunt cele mai importante componente ale instalatiei de alimentare cu combustibil specifice MAC, se vor prezenta in continuare cateva particularitati legate de analiza functionala a acestora.

3.11. Analiza functionala a pompelor de injectie de constructie clasica [ 12 ].3.11.1. Analiza functionala a pompelor de injectie cu elementi in linie (tip Bosch).

Pompele de injectie cu elementi in linie, sunt alcatuite din mai multi elementi (egali cu numarul cilindrilor motorului), principiul de functionare poate fi urmarit pe un singur element ( fig.3.109, A , B si C). Pompele de injectie se clasifica dupa metoda de reglare, astfe l[10,13]:

-pompe cu reglarea sarcinii prin aspiratie variabila si descarcare totala, cere se poate face prin: variatia cursei pistonului ( cu cama cu profil variabil; cu cama cu profil constant si culbutor cu punct de oscilatie variabil cu manson) sau prin laminarea variabila a aspiratiei;

- pompe cu reglarea sarcinii prin aspiratie invariabila si descarcare partiala, care se poateface prin: supapa comandata; prin laminare; sau prin sertar (cu piston sertar si supapa de aspiratie, sau cu piston sertar fara supapa de aspiratie).Pentru o injectie, pistonul efectuiaza doua curse: una de aspiratie si una de refulare. Antrenarea pistonului in cursa de refulare poate fi rigida sau elastica. Antrenarea rigida, prin cama, permite alegerea legii de miscare a pistonului in concordanta cu cerintele procesului de injectie; la antrenarea elastica, prin arc, legea de deplasare a pistonului nu poate fi controlata, in schimb, la o sarcina data, presiunea de injectie nu depinde de turatie, iar constructia este mai simpla.In figura 3.109,A, este prezentata schema de principiu a unei pompe de injectie. In interiorul cilindrului 1 se deplaseaza pistonul 2, antrenat de cama 3, in cursa de refulare, prin intermediul tachetului 4, si de arcul 5 in cursa de aspiratie. In corpul cilindrului sunt prevazute supapele de aspiratie si de refulare 6 si 6/ cu arcurile lor. Principial pompa prezentata poate utiliza oricare din cele doua metode de reglare. Astfel, daca supapa de asipratie 6/ nu este comandata din exterior, evident pistonul refuleaza intreaga cantiotate de combustibil aspirata. Variatia cursei pistonului, deci reglarea dozei pe ciclu, se obtine prin deplasarea axiala a camei care are un profil tronconic. Daca profilul camei este cilindric, pompa aspira o cantitate invariabila de combustibil. In acest caz, doza pe ciclu se modifica, comandand din exterior deschiderea supapei de aspiratie (v. fig.3.109,A). In cazul pompelor care realizeaza reglarea debitului prin aspiratie invariabila si descarcare partiala numai o fractiune din cursa de de refulare o reprezinta cursa utila, in care se refuleaza doza necesara de combustibil; restul cursei se numeste cursa moarta. Cursa moarta poate fi plasata inaintea cursei utile, dupa ea sau incadeaza cursa utila. Pompa de injectie prezentata schematic in figura 3.109,A, functioneaza astfel: la deplasarea in sus a pistonului 2, sub actiunea camei 3 si tachetul 4, supapa 6/

87

se deschide, iar supapa 6 se inchide si combustibilul aflat in cavitatera de deasupra pistonului este refulat spre injector. La deplasarea in jos a pistonului realizata de forta din arcul 5, supapa de refulare 6/ se inchide, supapa de admisie 6 se deschide si combustibilul trimis de pompa de alimentare patrunde in spatiul de deasupra capului pistonului, realizand aspiratia. Antrenarea arborelui cu came al pompei de injectie se face de catre arborele de distributie prin intermediul unor angrenaje cilindrice, sau direct de catre arborele cotit al motorului prin intermediul unor angrenaje conice. In toate cazurile intre arborele cu came al pompei de injectie si arborele ultimei roti dintate se prevede un cuplaj.

Pompa de injectie asigura debitarea combustibilului in raport cu necesitatile functionale ale motorului. Caracteristicile functionale sunt modificate in raport cu cerintele impuse de motor cu ajutorul unor dispozitive speciale. Astfel, functionarea motorului dupa caracteristica de regulator se realizeaza cu ajutorul unui regulator care dirijeaza functionarea pompei de injectie in raport cu conditiile impuse de regimul de exploatare al motorului. In figura 3.109,B, este prezentata constructia unui element al pompei de injectie, cu aspiratie totala si descarcare variabila. Arborele 1, prevazut cu came 2, actioneaza asupra rolei 3, montata pe axul 4 pe un tachet 5, care gliseaza intr-un canal practicat in carcasa pompei 6. In tachet este montat un surub de reglaj cu piulita 7, care face comtactul cu tija pistonului 8, fixata pe bucsa 9. Bucsa 9 este prevazuta cu un bolt 10, cu ajutorul caruia pistonul 8 poate fi rotit in cvilindrul 11. deasupra cilindrului 11, se afla supapa de refulare compusa din scaunul 12. Supapa propriu-zisa 13 si arcul 14. Refularea combustibilului se face prin reductia 15, fixata in carcasa pompei. Supapa de refulare asigura corectia debitului refulat de pompa. Piostonul 8 este mentinut in contact permanent, fara joc, cu tachetul 5, cu ajutorul arcului elicoidal 16 Combustibilul este introdus in spatiul 17 din jurul cilindrilor 11, prin canalul de combustibil 21. In cursa de coborare a pistonului, combustibilul este aspirat prin orificiile 18 si 19 deasupra pistonului. In cursa de ridicare a pistonului , acesta inchide orificiile 18 si 19 si comprima combustibilul care ridica supapa 13, invingand forta de apasare a arcului 14, combustibilul ajunge la injector.

88

A) B) C) Fig.3. 109, A- Constructia si functionarea elementului de pompa de injectie; fig.3.109, B: –

pozitiile pistonului unui element al pompei de injectie la diferite sarcini: (c) inceputul debitartii; (d) sfarsitul debitarii, perioada a doua, si (e) debit nul; - sectine prin elementul de pompare: 1-arbore cu cama; 2-cama de lucru; 3- rola; 4-ax; 5-tachet; 6-corp pompa; 7-surub de reglaj; 8-pistonul elementului de pompare; 9-bucsa; 10-bolt de comanda; 11-cilindrul elementului de pompare; 12-scaunul supapei de refulare cu corector; 13-pistonul supapei; 14- arc; 15- surub de fixare (cu reductie); 16-arc; 17- spatiu de alimentare; 18, 19- orificii; 20-tija cremalierei; 21- canal de combustibil ; si fig.3.109,C- modul de rotire al pistonasului in interiorul cilindrului la miscarea cremalierei.

Prin rotirea pistonului-sertar de catre cremaliera 11, se modifica pozitia relativa a canalului

din piston 2 fata de orificii 3, realizandu-se astfel reglarea debitului de combustibil, pentru realizarea diferitelor regimuri de functionare ale motorului ( v. fig.3.109, C).

Situatia in care canalul pistonului este in legatura cu unul din orificiile cilindrului 3, pe intreaga cursa a pistonului, corespunde debitarii nule (v. poz.e, fig. 3.109,B), cand motorul se opreste. Supapa de refulare 6 (fig.3.109,B, b) intrerupe legatura dintre cilindru si conducta de inalta presiune, in perioada dintre injectii, asigurand de asemenea reducerea partiala a presiunii in conducta de inalta presiune, la sfarsitul debitarii, cea ce contribuie la mentinrea mai stabila a arcului 1 pe scaunul sau. Reglarea inceputului debitarii combustibilului se realizeaza cu ajutorul surubului de reglare 7, care prin desurubare reduce cursa de refulare.

89

Uniformizarea debitelor de combustibil in cazul pompei de injectie, constituita din mai multi elementi, se realizeaza prin modificarea pozitiei relative a pistonului –sertar in raport cu cremaliera10. Rotirea pistonului –serta fata de cremaliera 10, se face prin intermediul piesei de legatura 14, care se fixeaza in partea de jos (cu fete tesite) a pistonului, de care estre fixat sectorul dintat 12, care angreneaza cu cremaliere 10.

3.11.2. Analiza functionala a pompelor de injectie cu distribuitor rotativ[10,13].

Pompele de injectie cu distribuitor rotativ, au aparut din necesitatea de a realiza debite foarte mici de combustibil, cu o mare frecventa intr-un timp foarte scurt, ele permitand ridicarea turatiei la MAC.

Schema de ansamblu sistemului de alimentare la motorul Saviem 797-05 echipat cu pompa de injectie cu distribuitor rotativ este prezentata in figura 3.110.

Schema functionala a unei pompe cu distribuitor rotativeste de doua tipiri si anume : tipul DPA, care echieaza motoarele diesel rapide cu cilindreea unitara sub 2 litrii, si tipul DPB pentru motoare cu cilindreea unitara mai mare de 2 litrii si cu turatia maxima pana la 10000 rot/min. Schema functionala de ansamblu a pompa de injectie de acest tip este redata in figura 3.110.

Fig.3. 110. Pompa de injectie cu distribuitor rotativ tip DPA: 1- racord la teava retur; 2- mansonul regulatorului de turatie; 3- amortizorul de vibratii; 4- garnitura de etansare a arborelui de antrenare; 5- capacul regulatorului; 6- bratul regulatorului; 7- parghie de oprire a motorului; 8- tija cu arc a regulatorului; 9- arcul principal al parghiei de acceleratie; 10-parghie de acceleratie; 11- bratul supapei de dozaj; 12- surub de limitare a cursei parghiei de acceleratie ; 13- placa de reglaj spate; 14- supapa de dozaj; 15- canal de aductiune a combustibilului la supapa de dozaj; 16- canal de alimentare a elementului de injectie; 17- bucsa exterioara a capului hidraulic; 18- rotorul distribuitor; 19- bucsa interioara a capului hidraulic; 20 – statorul pompei de transfer de alimentare interioara; 21- garnitura; 22- rotorul pompei de transfer; 23- supapa de reglare; 24- surub de fixare supapa de reglare; 25- paleta pompei de transfer; 26- canalul rotorului pentru distributia combustibilului sub presiune; 27- canalul capului hidraulic pentru distribuirea combustibilului; 28- canalul central al rotorului; 29- ventil de presiune; 30- dispozitiv de blocare a adaosului; 31- canal axia de alimentare a combustibilului; 32- dispozitiv de avans automat; 33- inel cu came; 34- pistonul elementului de injectie; 35- placa de reglaj fata; 36- placa de

90

antrenare; 37- rola tachetului impingator al elementului de injectie; 38- arbore de antrenare; 39- greutatile regulatorului; 40-carcasa; 41- gaura pentru fixare pompa; 42- carcasa pompei de injectie [10].

O instalatie de alimentare cu pompa de injectie cu distribuitor rotativ este data in fig.3.111, ea se compune din rezervor, pompa de alimentare, filtru. Pompa de alimentare refuleaza combustibilul la o presiune suficienta pentru ca el sa strabata filtrul si sa ajunga prin conducta de legatura la supapa de regularizare si amorsare, cu o presiunde de 0,2-0,3 bar. O parte din combustibilul rezultat din scurgerile care apar de la capul hidraulic de pompare si distributie, este trimis inapoi la filtrul prin conducta de retur. Combustibilul din filtru, intra prin supapa de reglare in pompa de transfer cu paleti, care mareste presiunea combustibilului la o valoare suficient de mare pentru a asigura introducerea sa prin orificiu de aspiratie in canalul central din rotorul capului hidraulic prin: supapa de dozaj si canalul practicat in statorul capului hidraulic. Canalul de alimentare din stator comunica cu cele sase canale radiale practicate in rotorul caplui hidraulic in timpul rotirii sale. Antrenarea rotorului, impreuna cu pompa de transfer se face de la arborele cotit al motorului prin mecanismul de distributie. Combustibilul din canalul central practicat in rotorul capului hidraulic, este comprimat de cele doua pistonase plonjoare care lucreaza axial, prin intermediul unor tacheti cu rola, actionati de camele interioare ale unui inel montat in carcasa. Combustibilul comprimat este refulat apoi tot prin canalul central al rotorului la orificiu axial de distributie din rotor, de unde este distribuit prin cele 3,4, 5 sau 6 canale practicate in stator care alimenteaza in continuare conductele de inalta presiune care merg la injectoarele montate in chiulasa. Statorul capului hidraulic contine un numar de 3,4, 5 sau 6 canale de distributie, in functie de numarul de cilindrii ai motorul 3,4,5 sau 6, pe care se monteaza pompa corespunzatoare cu distribuitor rotativ. Surplusul de combustibil de la injectoare este colectat, si trimis prin conducta de retur inapoi in rezervor. Supapa de dozaj poate fi actionata direct cu ajutorul parghiei de comanda, care este comandata prin pedala de acceleratie, fie prin intemediul tijei articulatiei regulatorului, actionata de la mansonul regulatorui mecanic de tip centrifugal care functioneaza pentru toate regimurile de turatii.

91

Fig.3.111.[10]Pe schema instalatiri de alimentare care contine pompa de injerctie cu distribuitor rotativ

unic pentru toti cilindrii motorului se disting 4 circuite de presiune, si anume : presiunea de alimentare ; presiunea de retur ; presiunea de dozaj ; presiunea de injectie.

Pompa de transfer cu paleti asigura debitul de combustibil necesar pentru alimentarea capului hidraulic al pompei, prin orificiile de aspiratie, si permite si recircularea combustibilului din spatiul aflat in spatele pistonaselor (din supapa de reglare), care lucreaza la o presiune regulata de supapa de reglaj, printr-un circuit de retur, in care supapa de reglaj, mentine cvaziconstanta presiunea de refulare a pompei de transfer.

Fig.3.112. Cele trei pozitii ale supape de reglaj ale pompei cu distribuitor rotativ[10].

In figura 3.112 sunt aratate cele trei pozitii ale supapei de reglaj, asa cum arata ele in cazul pompei cu distribuitor rotativ: in figura 3.112,a, este prezentata pozitia de pornire si la turatii mici ale motorului, cand presiunea pompei de alimentare impinge in jos pistonul 3, iar combustibilul patrunde in circuitul de alimentare al pompei de transfer cu paleti prin canalul 9. Orificiul 7 care comunica cu conducta de retur a pompei cu paleti este opturat de 13. In aceasta pozitie se face amorsarea popei de injectie. Pozitia supapei de reglaj din figura 3.112,b, corespunde pentru turatii medii. Aici presiunea de lucru creste pistonul 3 coboara, combustibilul trece prin orificiile 14 din piston, inpinge in jos si pistonul 5 care comprima arcului 6, iar combustibilul poate patrunde prin orificiul 7 mai departe in circuitul de transfer al pompei. In figura 3.112,c, pozitia supapei de reglaj corespunde pentru turatii mari ale pompei, cand se produce recircularea surplusului de debit. Presiunea combustibilului din conducta de retur a pompei cu paleti creste, trece prin 7, si impinge in sus pistoanele 5 si 3, pana cand umarul 11 depaseste inaltimea orificiul 9, avand loc recircularea combustibilului suplimentar intre pompa cu paleti si supapa de reglare. In acest timp, alimentarea cu combustibil din exterior a supapei de reglare este oprita. Alimentarea se reia la scaderea presiunii din interiorul sau.

92

Fig 3.113. Elementele componente ale capului hidraulic al elementului de pompare: a) 1- stator; 2- rotor; 3- canalul centra ; 4- canale de alimentare (1canal in stator si 6canale de alimentare in rotor); 5-canale de refulare (1canal de refulare in roto, rdefazat fata de cele de admisie, si 3,4,5 sau 6 canale de refulare in stator in functie de numarul de cilindrii ai motorului); 6- pistonase axiale pentru comprimarea combustibilului; 7-inel cu camela interior; 8-tacheti; 9-role [ 10].

In figura 3.113 este prezentata functionarea capului hidraulic al elementului de pompare, la admisie (a) si refulare (b). Combustibilul intra in canalul central 3 al rotorului 2, printr-un canal practicat in stator, fiind preluat la rotirea rotorului de mai multe canalele radiale practicate in rotor. Combustibilul ajunge la cele doua pistonase axiale 6 din capul rotorului, care primesc miscarea pulsatorie prin tachetii 8 si rolele 9 de la camele simetrice ale inelului 7, in cursa de admisie (fig. 3.113,a). Astfel este aspirata o doza de combustibil. Comanda inchiderii si deschiderii orificiilor de admisie 4 si refulare 5, practicate in cilindru 2, se realizeaza prin distribuitorul rotativ. Acesta pune succesiv in legatura interiorul pompei de injectie cu conducta de aspiratie si conductele de refulare spre injectoare in ordinea de functionare a acestora.

Intreaga cantitate de combustibil care intra in distribuitor este refulata spre injectoare ( pierderile de refulare fiind foarte mici).

Dozarea combustibilului se realizeaza prin presiunea de intrare numita si presiune de dozare a combustibilului si durata de deschidere a orificiului de admisie.

Precizia dozarii depinde in mod hotarator de presiunea de dozare a combustibilului, care se regleaza de catre pompa de transfer si supapa de dozare (fig. 3.111).

La trecerea combustibilului prin orificiul supapei de dozare, are loc o scadere a presiunii ca atat mai mare cu cat sectiunea este mai redusa.

La ralanti, valoarea presiunii de transfer (la iesirea din pompa de transfer) si de dozare (la intrarea in distribuitorul rotativ) sunt minime.

La actionarea pedalei de acceleratie, are loc rotirea supapei de dozare in sensul maririi sectiunii orificiului de admisie, cantitatea de combustibil ce strabate supapa fiind mai mare, sarcina motorului, respectiv turatia acestuia cresc.

Daca se reduce acceleratia (la ridicarea piciorului de pe pedala de acceleratie), are loc micsorarea sectiunii orificiului de trecere prin supapade dozare, reducandu-se astfel debitul de combustibil precum si turatia motorului.

Cand motorul lucreaza la un anumit regim de turatie, pozitia supapei de dozare este comandata de regulator prin parghia articulatiei regulatorului.

Un avantaj important al pompelor de injectie cu distribuitor rotativ il constituie posibilitatea reglarii automate a avansului la injectie, cea ce contribuie la reducerea violentei arderii rapide, asigurand si o pornire mai usoara la rece.

Reglarea automata a unghiului de avans la injectie, se realizeaza printr-un dispozitiv de avans automat ( fig. 3.114), care are rolul de a corecta momentul inceperii injectiei in functie de debitul realizat de pompa de transfer si reactiunea unor arcuri.

In stare de repaus a pompei, presiunea combustibiolului se manifersata in fata pistonului 3, intr-o mica masura, astfel incat arcul 5 de intarziere a momentului de injectie se destinde, deplasand pistonul pana in pozitia maxima de retragere. Boltul sferic 4 solidar cu inelul cu came la interior 1, imprima acestuia o miscare unghiulara in sensul de rotire al al elementului de pompare pana la valoarea de 2 grade avans ( pentru motor reprezinta 4 grade).

93

Fig.3.114 [10].La pornire, in vederea usurarii acesteia, pozitia pistonului poate poate fi retinuta prin

dispozitivul de comanda de la distanta, impiedicandu-se manifestarea presiunii la pompa de transfer.

La functionarea in regimuri reduse (ralanti) valoarea presiunii de transfer nu poate invinge forta arcurilor 6 si 7, mentinand comprimat resortul de intarziere a avansului.

Odata cu cresterea turatiei motorului creste presiunea de transfer care se aplica pe piston, ca urmare arcurile pot fi comprimate de catre piston, iar inelul cu came se va roti in lacasul sau.

Valoarea maxima a avansului pe care il permit arcurile este de 9 grade. Timpul de obtinere a avansului maxim este cu atat mai redus ca cat arcurile sunt mai putin comprimate. Tensiunea arcurilor poate fi modificata prin rondela 8, cu o grasime de 0,5-3 mm.

3.11.3. Analiza functionala a injectoarelor[12,13].

Injectoarele au rolul de a dirija si pulveriza combustibilul in camera de ardere a motorului, in functie de ordinea de functionare a cilindrilor. La MAC cu injectie directa, pentru automobile si utilaje de constructii se utilizeaza injectoare de tip inchis cu actionare hidraulica cu mai multe orificii de pulverizare ( fig.3.115). La aceste injectoare (v.fig.3.115,c) combustibilul debitat de pompa de injectie intra in racordul 1, in care de cele mai multe ori se monteaza si un filtru de combustibil, trece in canalul 2 ajungand in camera de presiune CP, 3. Cand forta de ridicare a acului 5 creata de combustibilul ce actioneaza pe gulerul G , este mai mare dacat forta Fa a arcului 7, acul pulverizatorului 4 se ridica si prin orificiile pulverizatorului 7 combustibilul este pulverizat in camera de ardere a motorului.

Dupa terminarea injectiei combustibilului, acul pulverizatorului se aseaza pe scaunul sau sub actiunea arcului 7 prin intermediul tijei 6. Reglarea fortei Fa, respectiv reglarea presiunii combustibilului la care are loc ridicarea acului si inceperea injectiei, se realizeaza prin surubul 8 si piulita 1o.

Pentru MAC cu injectie indirecta, cu camere separate, se utilizeaza injectoare cu un singur orificiu. Varful pulverizatorului pentru astfel de injectoare este redat in figura 3.116, in pozitia inchisa ( fig.3.116,b,c,d,e) si in pozitia deschisa ( fig.3.116,a).

94

a b cFig. 3.115. Tipuri de injectoare: a)- actionat cu supapa electromagnetica; b,c)- actionate

hidraulic, de tipul normal inchis [10,11].

Fig.3.116. Dispunerea orificiilor la diuza injectoarelor pentru: a- injector de tip deschis; b-injector de tip inchis; c,d-injectoare obisnuite de tip inchis; e- injector cu ac cu mai multe sectiuni de trecere; 1, 2- elementele injectorului de tip deschis; 3- parghie de limitare; 4- arc; 5- supapa; 6 supapa plata de control; 7-arcul supapei; 8- diuza injectoe; A, B si C- sectiunile variabile de trecere a jetului de combustibil [5].

95

a b c

Fig. 3.117, a- fotografii cu pulverizarea combustibiluluii: (a)- in atmosfera si (b)- in mediu dens; b- diagrama pulverizarii combustibilului: I- viteza particulelor si II- distributia combustibilului in sectiune transversala ; 1- stratul exterior; 2- stratul interior al jetului; c- caracteristicile lungimii, latimii si vitezei pulverizarii combustibilului functie de timpul de deschidere al supapei, in milisecunde.[5]

a b c Fig.3.118, a)- variatia presiunii de injectie functie de unghiul de rotatie al arborelui cu came;

b)- caracteristicile sectiunii orificiilor functie de cursa ridicare a acului, la injectoare de tip inchis pentru diferite aplicatii: 1- motor de tractor ; 2- motor cu cilindrii in V ; 3- motor cu injectie indirecta cu ac cu trei sectiuni de descarcare; c)- variatia caracteristicilor de injectie: (a)- cu valoare mare a debitului initial; (b)- cu cresterea gradata a debitului, (c)- crestere in trepte a debitului [ 5,12 ].

96

3.11.4. Regulatoare de turatii[10].

La MAC, deoarece volumul de aer pe cilindru ramane sensibil acelasi, dsiferitele regimuri, de sarcina si turatie se realizeaza prin modificarea cantitatii de combustibil injectat pe ciclu. In figura 3.119,a este prezentata variatia presiunii de injectie in functie de unghiul de rotatie al arborelui cu came [ 10 ].

La pompele de injectie cu elementi in linie, cantitatea de combustibil se modifica rotind pistonasele-sertar prin intermediul cremalierei care poate fi actionata direct de catre conducator (prin pedala de acceleratie), sau in mod automat de catre regulatorul de turatie, in functie de variatiile de sarcina.

Cele mai utilizate regulatoare de turatii mecanice, folosite la automobile si utilaje de constructii sunt cele pentru toate regimurile de functionare.

Schemele unor regulatoare de tip centrifugal pentru toate regimurile de functionare sunt redate in figura 3.119, a si b [ 10 ].

a bFig.3.119. Regulatoare centrifugale pentru toate regimurile de lucru ale motoarelor ec: a-

pentru pompa de injectie cu elementi in linie tip Bosch; b-pentru pompa de injectie cu distribuitor rotativ.[10]

Functionare (fig.3.119,a): Pentru o anumita turatie fixata de conducator prin pedala 11, regulatorul intervine pentru mentinerea acestei turatii, de exemplu la o rezistenta mai mare la inaintare, etc., sarcina motorului se modifica. Daca la modificarea sarcinii ( scaderea rezistentelor exterioare), turatia tinde sa cresca, contragreutatile 4, se departeaza si actionand cu capatul de sprijin pe mansonul 3, comprima arcul 5, pargia 7 se deplaseaza spre stanga, impreuna cu parghia 8 care comanda cremaliera 10, care actioneaza pistoanele-sertar ale pompei de injectie, in sensul reducerii debitului de combustibil, cea ce conduce la reducerea turatiei motorului spre valoarea fixata.

La scaderea turatiei greutatile 4 se apropie, cea ce are ca efect marirea debitului de combustibil si apoi cresterea turatiei. Se obtine astfel, o functionare a motorului cu oscilatii minime ale turatiei, in jurul valorii stabilite pentru o anumita pozitie a pedalei de acceleratie.

Scheme de lucru a regulatorului mecanic al pompelor de injectie cu distribuitor rotativ este data in figura 3.119, b si functioneaza dupa aceleasi principii mentionate mai sus.

3.11.5. Caracteristica de debit. Dispozitive de corectie a debitului de combustibil.[10]

Pentru a asigura o caracteristica de debit convenabila (variatia debitului de combustibil injectat per ciclu, in functie de turatie), la o pozitie invariabila a manetei de comanda, pompele de injectie sau regulatoarele se prevad cu dispozitive de corectie. La MAC echipate cu pompe de injectie

97

avand regulatoare de turatie pentru toate regimurile, se prevad dispozitive de corectie sub forma unor opritoare cu element elastic de tip arc. In figura 3.120, este prezentat un opritor elastic cu arc La micsorarea turatiei pe caracteristica de sarcina totala a motorului, opritorul elastic se deformeaza si permite deplasarea suplimentara a cremalierei pe distanta I-II pentru marirea corespounzatoare a debitului de combustibil. De obicei, pozitia II, corespunde turatiei nominale, iar pozitia I, turatiei cuplului maxim. Caracteristica de debit, fara si cu corector este data in figura 3.120,c[ ].

Supape corector, si caracteristica de debit carectata si necorectata ( fig.3.120) Volumul real de combustibil refulat de pistonul elementului de pompare difera de volumul teoretic, datorita laminarii combustibilului la inceputrul cursei de comprimare si la sfarsitul acesteia, variatia fiind data de volumul de combustibil injectat in conducta de legatura dintre elementi si injectoare si de scaparile prin neetanseitati. Debitul ciclic are valori mici la turatii mici, datorita reducerii fenomenului de laminare, si datorita cresterilor de presiune prin neetanseitati. Pentru a mari adaptabilitatea motorului in cazul maririi momentului rezistent, se corecteaza caracteristica de debit cu ajutorul unor dispozitive numite supape de refulare cu corector, la pompele de imjectie cu elementi in linie sau cu distribuitor rotativ. Supapa corectoare difera de supapa de refulare obisnuita, prinr-o serie de modificari, care pot fi canale de pana ( fig.3.120,a) sau orificii in capul supapei ( figura 3.120,b) .

Fig.3.120, a- caracteristica de debit corectata si necorectata pentru un element al popei de injectie; b- supapa corector (a) – cu canale sub forma de pana; (b)- 1,2- cu canale in forma de T si (c) caracteristicile de debit corectata si necorectata.[10]

98

Fig.3.121, a- Corector cu reazem elastic: 1- carcasa; 2- rondela; 3- arc; 4- cremaliera pompei de injectie si b- Caracteristicile de debit corectata si necorectata.[10]

Supapa cu canale profilate sub forma de pana, functioneaza in modul urmator. La marirea turatiei, viteza de curgere prin canalele profilate se mareste, marindu-se si rezistenta hidraulica a sectiunii de trecere. Din acest motiv forta rezistentei la ridicarea supapei creste si se mareste presiunea, care actioneaza pe suprafata inferioara a supapei, supapa se ridica mai mult asigurand sectiuni de trecere mai mari. Volumul dislocat in timpul deplasarii va fi de asemenea mai mare. Ca urmare la ridicarea urmatoare se va refula o cantitate suplimentara de combustibil pentru cresterea de volum. In acest fel, debitul ciclic de combustibil se reduce cand se mareste turatia, efectundu-se corectia impusa de functionarea motorului. Asezarea supapei pe scaun are loc intr-un interval mai redus, injectia se reduce brusc, in jetul de combustibil pulverizat neaparand picaturi mari de combustibil. Un alt tip de supapa corector prezentata in fig.3.120,b, este aceia prevazuta cu orificiul 1 care comunica prin canalul central 2. La marirea turatiei, viteza de trecere a combustibilului prin canalul 2 si orificiul 1 se mareste, iar rezistenta hidraulica a combustibilului prin supapa se mareste si ea, supapa se ridica mai mult decat o supapa fara canale. Aici, corectia debitului se realizeaza ca si in cazul supapei cu canale profilate din figura 3.120,b. Aceste corectii de debit de combustibil, la elementii pompei de injectie, corespund cu modificarea favorabila a caracteristicii de moment a motorului. Astfel, la aparitia unei rezistente suplimentare la inaintarea vehicului, turatia motorului scade, dar, in acelasi timp, cuplul motorului va creste la functionarea pe caracteristica de moment, permitand adaparea functionarii motorului. Daca insa, rezistenta la inaintare va creste in continuare, va fi necesara trecerea intr-o trapta de viteze inferiara, marind astfel cuplul la rotile motoare.3.12. Sistemul de ungere al motoarelor termice.3.12.1. Cerinte. Solutii constructive.Deplasarea relativa a suprafetelor in contact ale motarelor este insotita de frecare care se opune cu o anumita forta miscarii. Aceasta forta de frecare provoaca uzarea si incalzirea pieselor motorului , scaderea randamentului si cresterea consumului de combustibil. Pentru a se limita acste fenomene nedorite se procedeaza la ungerea suprafetelor de contact aflate in miscare , prin introducerea intre cele doua suprafete aflate in miscare a unui strat subtire de lubrifiant, inlocuidu-se frecarea uscata , metal pe metal cu frecarea lichida realizata intre moleculele lubrifiantului. In mecanismul motor uleiul indeplineste urmatoarele functiuni:

- asigura micsorarea frecarilor prin ungerea suprafetelor in miscare alternativa, deci, micsoreaza lucrul mecanic consumat pentru invingerea fortelor de frecare, si respectiv se micsoreaza procesul de uzare al acestor suprafete;

- reduce temperatura organelor in miscare, uneori fiind singurul element ce asigura racirea pieselor, sau, in alte cazuri, mentine temperatura de functionare la o anumita valoare ( de exemplu calota pistonului la MAC);

- mareste etansarea dintre cilindru si ansamblu piston – segmenti, precum si a altor mecanisme ale motorului ;

- evacuiaza impuritatile ajunse intre suprafetele in miscare , produse din functionarea motorului sau din surse exterioare;

- transporta si depoziteaza – in filtru sau in baia de ulei – aceste impuritati;

99

- asigura protectia pieselor motorului de actiunea coroziva a mediului si a gazelor proaspete sau arse;

Intensitatea ungerii diferitelor piese ale motorului depind de conditiile lor de functionare- incarcare si viteza deplasarii relative , in motorul termic cu ardere internal predomind frecarea de alunecare sub toate formele : uscata, semiuscata, semilichida si lichida.

Uleiul folosit la motoare trebuie sa aibă urmatoarele calitati:- buna onctozitate si vascozitate optima , precum si o variatie minima a vascovitatii functie

de temperatura;- stabilitate chimica cat mai buna (rezistenta la oxidare), pentru a preveni formarea

calanminii si depziotielor;- detergenti pentru a asigura spalarea si curatirea suprafetelor;- dispersivitate pentru a preveni depunerile de pelicule ., maluri sau particole de carbon;- temperatura de congelare joasa pentru a permite pornirea la rece a motoarelor;- continutul de impuritati mecanice si de apa trebuie sa fie minim.- aceste calitati sunt corijate cu ajutorul aditivilor care sunt substante care se adauga

uleiurilor pentru a le corija calitatile si, uneori, pentru a le crea proprietati noi. Cei mai importanti aditivi utilizati sunt:

- aditivi antioxidanti care franeaza procesul de oxidare a uleiului care are loc in motor;- aditivi pentru vascozitate- mentin vascozitatea constanta pe o plaja mai larga de

temperaturi; aditivi anticongelanti- coboara temperatura de congelare a uleiului;- aditivi detergenti- imbunatatesc calitatile de curatire a suprafetelor de catrew uleiuri si

impiedica aparitia depunerilor pe piese;- aditivi antispumanti – impiedica aparitia spumarii uleiurilor in sistemul de ungere care ar

duce la dezamorsarea instalatiei;- aditivi polifunctionali care au o actiune complexa de imbunatatire a calitatii uleiurilor.In interiorul motorului termic se utilizeaza procedeul de ungere mixta , unde piesele sunt unse cu ulei sub presiune , cum ar fi lagarele si bolturile, altele sunt unse prin stropire – cilindrii, pistoanele, camele , iar altele sunt unse prin ceata de ulei – culbutorii, supapele, etc.

In figura 3.122 este prezentata pompa cu angrenare exteriora, alcatuita din doua roti dintate identice 1 si 2 cu dantura dreapta sau elicoidala, montate intr-o carcasa prevazuta cu orificiu de intrare I si de iesire E. Unul din cele doua pinioane este actionat de la arborele cotit sau de la distributie, iatr celalalt pinion este liber, antrenarea lui facandu-se prin angrenare. Transportul uleiului se face prin intermediul depozitelor ce se creiaza in spatiul dintre dantura pinioanelor si carcasa, iar etansarea se face in zona de angrenare. Frezarea 3, din figura 3.118,a, are scopul de a evacua uleiul comprimat in camera de refulare E. In cazul pompelor cu angrenare interioara, fig 3.122,b, functionarea este similara. Acest tip de pompa are dimensiuni mai mici decat pompele cu angrenare exterioara.

a b c d

Fig.3.122, a- pompa cu roti dintate; b- pompa cu roti dintate cu angrenare interioara;c- pompa cu paleti; d- filtru de ulei [9,13].

100

Pompa cu palete( fig.3.122, c) este alcatuita dincarcasa 1 prevazuta cu orificiile de aspiratie A si refulare B si rotorul 2, montat excentric fata de carcasa, pe care se afla paletele 3, diametral opuse ce pot culisa in canalele frezate in rotor. Prin rotire, intre carcasa, rotor si palete se creaza volume variabile, care cresc si produc aspiratia, iar apoi descresc producand refularea. Aceste pompe sun simple, compacte si foarte fiabile.

Filtrul de ulei (v. fig.3.122, d) are rolul de a retine impuritatile solide, pe cat posibil inlaturarea produselor de oxidare, a apei si a combustibilului. Dupa marimea impuritatilor retinute, se deosebesc filtre brute si filtre fine. Filtrele de curatire bruta retin impuritati cu dimensiuni mari de 20-100 microni pentru a nu opune rezistenta prea mare la trecerea uleiului. Se monteaza in serie in circuitul principal si filtreaza tot uleiul din acesta. Montarea lui in serie in circuit impune prezenta unei supape de scurtcircuitare in cazul in care filtrul este imbacsit. Filtrele de curatire fina retin impuritati de pana la 5 microni si se monteaza in paralel in circuitul principal, prin el trece 10-15% din ulei.

Sistemul de ungere cu carter umed. Sistemul de ungere cu carter umed este cel mai utilizat loa motoarele care echipeaza autovehiculele si utilajele de constructii. La acest sistem rezervorul de ulei este chiar carterul inferior al motoprului in care se faseste 90-95% din ulei.

a bFig.3.123, a- Sistemul de ungere cu carter umeds; b- supapa de reglare a presiunii de ulei:

1- bloc motor; 2-pistonul supapei; 3- arcul supapei; 4- dop cu garnitura; 5- canalul de retur al uleiului.

In figura 3.123,a, este prezentata shema de principiu a sistemului de ungere cu carter umed. Uleiul din baia de ulei 1, este aspirat prin sorbul 2 si refulat cu ajutorul pompei 3 in fitrul brut 4, apoi in magistrala 6, numita rampa principala, care este realizata in grosimea peretelui carterului superior al motorului. Din aceasta, uleiul ajunge in rampele secundare de ungere 7 si 8 asigurand ungerea lagarelor arborelui cotit, respectiv a distributiei si a cilindrilor. Uleiul nedistribnuit in motor este filtrat de filtrul suplimentar 9. Uleiul se intoarce inapoi in baie prin picurare. Acesta este circuitul principal de ungere. Circuitul secundar este constituit din orificiul de laminare 12, supapa 11 si radiatorul de ulei 10.

Atunci cand uleiul este rece, vascozitatea lui este mare si rezistenta de trecere prin orificiul de laminare 12 este mare, astfel ca presiunea din spatele lui este insuficienta pentru a se deschide supapa 11. Odata cu incalzirea uleiului la temperatura de lucru, vascozitatea lui scade si, prin deschiderea supapei 11, ajunge in radiatorul 10 care ii asigura racirea.

Toate elementele componente ale sistemului sunt prevazute cu supape de siguranta, montate in paralel. Introducerea uleiului in sistem se face prin capacul 14 aflat dasupra chiulasei motorului si evacuarea prin dopul filetat 13 al baii de ulei.

101

Fig.3.124. Circuitul de ungere al motorului Saviem 797-05: 1- conducta de ulei; 2- intrarea uleiului la compresor; 3-tachet; 4-tija impingator; 5-culbutor; 6-axul culbutorilor; 7-suport; 8-rampa de ulei; 9-rampa secundara de ulei; 10- sonda manometrica; 11- rampa principala de ulei; 12- rampa secundara de ulei; 13- canal ulei; 14- canal ulei din bratul arborelui; 15- baia de ulei; 16-sorb de ulei; 17-radiator de ulei; 18- conducta; 20 – filtru de ulei; 20,22- conducte de ulei; 23-supape; 24- pompa de ulei; 25- pinion pompa; 26,27- pinioane de transmisie[10].

Sistemul de ungere cu carter umed estre compact, simplu, cu putrine elemente, deci ieftin. Si cu un volum mic de ulei, deci intretinerea motorului este ieftina( necesita cantitati reduse de ulei la schimbarea acestuia).

In figura 3.125. este reprezentata schema circuitului de ungere a motorului Saviem de 100kW (135CP), iart in figura 3.126. – schema circuitului de ungere al motorului D-115. Ambele motoare au fost fabricate la intreprinderile de autocamioane si tractoare din Brasov in anii 1980.

Fig.3.125. Schema circuitului de ungere la motorul D115: 1- filtre de ulei; 2- joja de ulei; 3- pompa de ulei cu roti dintate; 4- sorbul de ulei; 5- buson de umplere; 6-supapa de siguranta [15 ].

La unele camioane si frecvent la autobuze motorul termic se monteaza in pozitie orizontal sub sasiu pentru a mari suprafata de incarcare a caroseriei. In acest caz motoarele sunt prevazute

102

cu instalatii de ungere cu carter uscat. Puterea motoarelor se reduce iar schema instalatriei de ungere este mult mai complicata decat in cazul motoarelor cu carter umed (v.fig.3.126).

Fig.3.126. Schema sistemului de ungere cu carter uscat: 1- rezervor; 2- sorb; 3- pompa

principala de ulei; 4- supape de siguranta; 5-filtru de ulei;6- manometru; 7-rampa principala de ulei;8,9- canalizatii de ungere in bloc si chiulasa; 10-pompe de ulei auxiliare; 11- sorburi; 12- filtru fin; 13- racitir de ulei; conducta de egalizare a presiunii intre rezervorul exterior si microcarter[11,13].

Fig.3.127. Schema instalatiei de ungere la motorul V8 TDI [ 22] .Cod culori: verde deschis-circuit de ulei fara presiune (de retur) ; verde inchis- circiut de ulei cu presiune:1 baie de

103

ulei; 2-pompa de ulei dua centrica;3- supapa de control a presiunii de ulei ; 4- racitor de ulei; 5-supapa bay-pas; 6- element de filtrare; 7- modul filtru de ulei; 8 - pompa de vacum; 9- orificiu de laminare; 10- supapa (se deschide la scaderea vascozitatii uleiului);11- circuit de ungere la turbinele de gaze pentru actionarea turboincarcatoarelor; 12 - supapa de siguranta a presiuni din rampa de ulei a arborelui cu came; 13- injector; 14-arbore cu came.

Sistemul de ventilatie al carterulului la motorul V8 TDI a fost descris mai sus la prezentarea motorului. Gazele provin de la scaparile de gaze din cilindrii motorului care au loc pe la segmentii de etanmsare in carterul inferior. Separarea uleiului din gazele arse ajunse in carter, se face prin centrifugarea amestecului, care intra conducta de alimentare a turboincarcatorului din stanga. Membrana integrata in filtru ciclonic are rolul de a controla vacumul in carterul inferior adica in baia de ulei. Dupa capacitatea de suctiune, in conducta de aspiratie se depaseste presiunea din baia de ulei, si membrana inchide poarta de suctiune a turboincarcatorului. Aceasta previne intrarea uleiului in conducta de aspiratie. Modulul filtrului de ulei 7 pentru motoare diesel are capacitatea de 4,2 litrii. Pentru aceasta carcasa filtrului a fost marita cu 30 de mm pentru a absorbi o cantitate mai mare de ulei si pentru a avea o viata mai lunga.[22].

3.12.2. Alegerea uleiurilor pentru motoare de autovehicule.

Alegera uleiurilor pentru motoare se face in urma unei analize minutioase a starii tehnice a parcului de auto si utilaje si a eficientei lui.Un parc auto (si utilaje) este format din masini noi, dar si din vehicule care au efectuat deja un numar mare de kilometrii parcursi, fiind intr-o stare tehnica diferita, buna sau mai putin buna. Pentru motoarele noi, se vor folosi uleiurile indicate in specificatia tehnica din manualul de utilizare. Pentru motoarele cu un numar mai mare de kilometrii, pentru asigurarea conditiilor de mentenanta, trebuie sa se tina seama de o serie de date primare [ 2]:- daca vehiculele noi sunt in perioada de garantie, acestea trebuie sa se incadreze in anumite

connditii impuse de service-ul care le intretine;- intretinerea motoarelor care au iesit din perioada de garantie se face pe rasponderea

administratorului de parc auto sau utilaje;Interesul acestuia, este acela de a face schimbul de ulei la un interval cat mai mare de kilometrii, care sa corespunda atat pentru motoarele noi cat si pentru cele cu uzuri mai mari. De asemenea, se doreste ca pretul uleiului sa fie cat mai mic, dar in acelasi timp calitatile si proprietatile de lubrificare sa fie cat mai bune. Este recomandabil pentru vanzatorul de ulei sa tina permanent situatia sub control , astfel incat in momentul atingerii intervalului de utilizare a uleiului, sa verifice la intervale din 5000 in 5000 de kilometrii gradul de depreciere al uleiului. La randul sau , detinatorul parcului , trebuie sa fie constient ca , in momentul in care analiza gradului de depreciere arata ca uleiul trebuie schimbat, in acel moment vehiculul trebuie oprit si trebuie efectuata schimbarea uleiului. O alta problema care trebuie analizata inainte de a se alege un anumit tip de ulei, este componenta de baza a uleiului. Adica, trebuie facuta o diferenta clare intre uleiurile minerale, uleiurile semisintetice si cele sintetice.Teoretic , se poate pune intrebarea de ce uleiurile semi-sintetice nu au o denumire mai generica de uleiuri semi-minerale ? . De asemenea , aditivii utilizati in formula uleiurilor reprezinta substante chimice de sinteza . Daca aditivii sunt prin componenta sintetici , iar uleiul de baza este mineral ,

104

atunci de ce uleiul mineral nu poate fi numit seni-sintetic , deoarece are in componenta cel putin un aditiv sintetic ? Acest lucru nu este posibil datorita procesului tehnologic , dar factorul principal care dicteaza proprietatile ulterioare ale lubrifiantului este uleiul de baza , de la care se pleaca in noua formula chimica [ 2]. Aditivii care intra in formula uleiului final sunt de obicei creati , din punct de vedere al formulei originale , de cateva companii mari , fiind apoi preluati de alte firme mai mici . Atunci cand se doreste alegerea unui ulei performant , se alege intre un ulei monograd si unul multigrad, acesta din urma fiind de preferat. Acelasi lucru se se pune ,cand , trebuie facuta diferenta intre un ulei mineral si unul semisintetic sau sintetic. Toate aceste denumiri reprezinta in practica trepte parcurse in tehnica dezvoltarii lubrifiantilor, avand la baza solutii alternative la solutia clasica, scopul fiind acela de a obtine performante mai bune ale motorului in paralel cu reducerea uzurii lui. Daca un camion, care este exploatat in conditii foarte dure de santier de mai multi soferi , fiecare avand tehnica sa de conducere , foloseste un combustibil care are un continut de sulf nedeterminat precis , atunci motorul aceastuia are nevoie de un ulei de calitate . Lubrifiantul motorului intra in contact cu toate partile mecanice, asigurand protectia acestora impotriva unei uzuri abrazive, dar si protejandu-le impotriva temperaturilor inalte. Aceasta protectie reprezinta extinderea duratei de exploatare si functionarea acestuia la un randament bun . Concluzii:- Marca uleiului joaca un rol foarte important in randul utilizatorilor , dar promoveaza si un

anumit tip de calitate ;- Manualele tehnice ale motoarelor nu inpun niciodata conditia ca un ulei sa fie sintetic , cerand

todeauna un anumit indice de vascozitate. De exemplu un ulei 15W-40 sau 15W-50 este un ulei mineral , poate acest ulei sa fie semisintetic ? Da, dar la un anumit pret; poate fi chiar sintetic, insa la un pret foarte mare;

- Aceasta legatura directa pret-calitate impune intrarea acestor uleiuri pe piata. De accea, nici un ulei care este asimilat a fi mineral (de exemplu 15W-50) nu va avea intradevar calitatile unuia sintetic;

- Performantele unui ulei mineral nu pot fi similare cu cele ale unui sintetic, si de accea uleiurile 5W-40, 5W-50 sau 0W-40 sunt considerate sintetice din punct de vedere al mentinerii proprietatilor de lubrifietre pe un interval de temperatura cuprins intre –30 C si + 50 C;

- Numarul de kilometrii intre doua schimburi consecutive de ulei este intodeauna specificat in manualul de intretinere;

- In cazul unui ulei de calitate scump se pune urmatoarea problema: daca se va utiliza un ulei scump, inseamna ca trebuie schimbat la acelasi numar de kilometrii ca in cazul unui ulei ieftin , dar acest ulei este mult mai scump ? Raspunsul la aceasta intrebare vine dupa ce autovehiculul a parcurs cateva zeci sau sute de mii de kilometrii . Utilizand un lubrifiant care nu corespunde specificatiilor de vascozitate din cartea tehnica a masinii , acesta va accelera in timp gradul de uzura al motorului.Daca se schimba uleiul in primii 20000- 40000 de kilometrii, ca la carte, cu ulei corespunzator, motorul vafi nou dupa 40000 de kilometrii. Chiar dupa 300000 de kilometrii uzura unora dintre componentele mecanice, mai solicitate se va pastra in limite apreciabile.

- Pentru un camion EURO 3 nu se vor utiliza niciodata uleiuri minerale, chiar daca sunt bine facute, ci numai semi-sintetice sau sintetice;

- Garantia calitatii producatorilor de lubrifianti, pretul de piata, este legata de calitatea uleiurilor dezvoltate de-a lungul timpului, de stabilitatea produselor pe anumite piete si unele parteneriate traditionale cu anumiti constructori de motoare, care demonstreaza ca aceste firme vor dezvolta game de uleiuri care sa fie in concordanta cu cerintele noilor motoare lansate pe piata;

- Practic sunt mai multe tipuri de abordare in cea ce priveste alegerea celui mai bun ulei pentru un anumit tip de autovehicul . este de preferat sa fie insa ales cel care are deja un renume pe piata de o perioada lunga de timp, care ofera produse de aceasi calitate mereu, fara compromisuri.

3.12.2.1. Specificatii utilizate pentru uleiuri. [ 2 ]

105

SPECIFICATII API, CATEGORIA “ SERVICE” ( SA-SJ)

SF – aplicabil la motoarele pe benzina fabricate dupa 1980. in comparatie cu SE asigura o curatire mai buna a motorului si reducerea depunerilor, rezistenta la oxidare si protectie la uzura mai ridicata;SG – Recomandat la autoturismele si autoutilitarele pe benzina fabricate dupa 1980 . Aditivare mai ridicata in comparatie cu SF ,valabil din 1990 ;SH – Valabil din 1993 , contine un sistem de asigurare a calitatii , care in comparatie cu SG , asigura in mod mai sever proprietatile uleiului ;SJ – Valabil din 1996 , mai eficient decat SH in cea ce priveste stabilitatea la oxidare la temperaturi inalte , compatibilitatea cu catalizatorul , proprietati severe de spumare .

SPECIFICATIA API, CATEGORIA “ COMERCIAL “ ( CA-CH-4 )

CD – Valabil din 1965 , lubrifiant pentru motoare Diesel de sarcina mare , supraalimentate . Contine aditivi DD mai eficienti . Corespunde prescriptiilor MIL-L-2104C ;CE – Lubrifiant pentru motoare Diesel de mica si mare viteza, de sarcina ridicata, supraalimentate. Aditivat moderat , asigura consum de ulei redus;CF – A inlocuit nivelul API CD in 1994 ;CF-4 - Valabil din 1991, recomandat la motoarele Diesel in patru timpi de inalta performanta si de turatie ridicata;CG-4 – Superior categoriei API CE , asigura consum redus de ulei si proprietati dinamice superioare. Introdus in 1994, asemanator cu CF –4 , dar asigura conditii mai severe privitor la emisii;CH-4 – Prescriptii mai severe privind emisiile decat CG-4, uzura mai redusa la ghidurile de supapa, tratare a funinginei mai eficienta si performante mai ridicate.

SPECIFICATIA ACEA, martie 1998. Categoria ACEA prescriptii generale.

A1 – Ulei multigrad pentru motoare pe benzina, stabil la forfecare la temperaturi medii, asigura economie de combustibil;A2 – Ulei multigrad de vascozitate normala pentru motoare pe benzina;A3 – Ulei multigrad stabil la forfecare de mica volatilitate. Proprietati foarte bune la curatire, stabil;B1 – Ulei multigrad pentru motoare Diesel, stabil la forfecare la temperaturi medii si sarcini mici, asigura economie de combustibil ;B2 – Ulei multigrad pentru motoare Diesel de sarcina mica ;B3 –Ulei multigrad pentru motoare Diesel de sarcina mica ,depaseste prescriptiile B1siB2 privind conditiile de uzura , deponeri si formare de funingine;B4 – Avantajos, in primul rand, in motoarele Diesel cu injectie directa.

E1 – ulei pentru perioada de schimb normala, motoare usor supraalimentate;E2 – Ulei pentru perioada de schimb normala, motoare mediu supraalimentate;E3 – Superior normei E2-96, ulei SHPH asigura curatirea si protectia antiuzura impecabila. Satisface EURO1 si EURO2;E4 – Norme mai severe decat E3 asigura perioada de schimb cea mai lunga;E5 – Asigura curatire mai buna a pistonului, protectie la uzura mai ridicata, stabilitate la oxidare mai buna.

CLASIFICAREA ULEIURILOR DE MOTOR FUNCTIE DE VASCOZITATE SAE J300 TABELUL 3. 1. [2]

106

GRAD Vascozitate Temperatura Vascozitate VascozitateSAE Dinamica Limita de pompabilitate Cinematica la 100 CGrade de mPas max , C max , C min max mPas 150 CIarna0W 3250 -30 -35 3,8 - -5W 3500 - 25 - 30 3,8 - -10W 3500 - 20 - 25 4,1 - -15W 3500 - 15 - 20 5,6 - -20W 4500 -10 -15 5,6 - --25W 6000 -5 -10 9,3 - -Grade de Vara20 - - - 5,6 9,3 2,630 - - - 9,3 12,5 2,940 - - - 12,5 16,3 3,750 - - - 16,3 21,9 3,760 - - - 21,9 26,1 3,7

3.12.3. Uleiuri comercializate pentru autovehicule si utilaje. [ 2 ]

Lubrefianti OMV OMV ofera clientilor toata gama de uleiuri pentru domeniul auto – uleiuri de motor , de transmisie , hidraulice , precum si unsori si produse speciale . Companiile industriale se pot aproviziona de la OMV cu uleiuri industriale de transmisie , hidraulice , pentru turbine , compresoare , transformatoare , instalatii frigorifice , prelucrari metale precum si unsori . Produsele fiind fabricate numai pe linia OMV din VIENA –LOBAU . Procesele de cercetare , proiectare si productie a lubrifiantilor se afla sub licenta ISO 9001 . Performantele tehnice ale uleiurilor OMV sunt asigurate de aditivi de cea mai buna calitate si de tehnologie de ultima ora folosite pentru fabricarea lubrifiantilor . OMV recomanda pentru motoarele moderne fabricate dupa 1995 uleiuri OMV sintetice , pentru motoarele fabricate intre 1990 si 1995 uleiurile OMV sintetice si minerale si pentru motoare fabricate inainte de 1990 uleiuri OMV Control so OMV Start G . Calitatea produselor OMV este certificata de Institutul American al Petrolului ( API ) , Uniunea Europeana a Producatorilor de Automobile ( ACEA ) si de marii producatori de autovehicule ( VW , Daimler Chrrysler , BMW , VOLVO , SCANIA , MAN , si altii ) . CLASIFICAREA API / ULEIURI DE TRANSMISIE . CLASA AP / LOCUL DE APLICARE . GL-1 Cutii de viteze , punti , angrenaje melcate cu sarcina mica , viteze de alunecare mici ;GL–2 Angrenaje melcate ;G –3 Daca GL-2 nu corespunde ;GL-4 Angrenaje hipoide cu deplasare mica ;GL-5 Angrenaje hipoide cu deplasare medie ;GL-6 Angrenaje hipoide cu deplasare mare si solicitari extreme ( FORD ESW- M2D 105 A )

CLASIFICAREA ULEIURILOR DE TRANSMISIE DUPA VASCOZITATE J06

TABELUL 3. 2.[ 2 ]

107

Grade SAE Vascozitate Vascozitate Cinematica 100 C de 150000 cP la temperatura min max maxima ( C )70W 4,1 - -5575W 4,1 - -4080W 7,0 - -2685W 11,0 - -1290 13,5 24,0 -140 24,0 41,0 -250 41,0 - -75W-90 13,5 24,0 -4080W-90 13,5 24,0 -2685W-140 24,0 41,0 -12 VANELLUS E –GAMA PENTRU MOTOARELE DIESEL DE PRODUCTIE EUROPEANA

VANELLUS E7 SUPREME 5 W-40. Ulei complect sintetic special aditivat, care asigura o excelenta protectie contra uzurii, fluiditate mare la temperaturi scazute, vascozitate optima la temperaturi inalte si volatilitate controlata. Testarile in conditii reale au demonstrat si o importanta economie de combustibil. Asigura un inalt nivel de protectie a motoarelor diesel moderne ce echipeaza camioane de ultima generatie de productie europeana. Satisface cele mai inalte exigente ale producatorilor europeni de camioane in cea ce priveste intervalul de schimb, reducand astfel costurile de intretinere.Depaseste cerintele urmatoarelor specificatii: ACEA E4/B3/B4, API CF, MB 228.5 MAN M 3277, VOLVO VDS-2, RVI RXD etc.

VANELLUS E7 PLUS 10 W-40. Ulei semi-sintetic special aditivat, astfel incat sa asigure protectia contra uzurii, fluiditate mare la temperaturi scazute, vascozitate optima la temperaturi inalte si volatilitate controlata. Asigura un inalt nivel de protectie a motoarelor diesel moderne, cu aspiratie naturala sau turbo, in orice conditii de functionare, ce echipeaza camioane de productie europeana. Are un interval de schimb extins in conformitate cu recomandarile producatorilor de motoare si isi mentine excelente performante de-a lungul intregii perioade de utilizare. Depaseste cerintele urmatoarelor specificatii: ACEA E4, MB 228.5, MAN M 3277, VOLVO VDS, AIP CF.

VANELLUS E 6 15 W –40. Ulei diesel de inalta performanta, obtinut din uleiuri de baza selectate si aditivate, astfel incat sa previna depunerile si uzura. Este un ulei destinat in special motoarelor grele turbo-diesel de constructie europeana, cu functionare in cele mai solicitate conditii, dar si motoarelor diesel ce echipeaza autoturisme si vanuri. Asigura un interval de schimb marit, in conformitate cu producatorii de motoare , si o ungere rapida in cazul pornirii la rece.Depaseste cerintele urmatoarelor specificatii: ACEA E2/E5/B3/B4, MB 288.5, MAN M 3275, VOLVO VDS-2, RVI RLD.

VANELLUS C – GAMA MULTIFUNCTIONALA VANELLUS C5 GLOBAL 15W-40; VANELLUS C5 MULTI 20W-50. Uleiuri minerale de calitate premium destinate motoarelor moderne diesel , cu aspiratie naturala sau turbo, cat si motoarelor pe benzina. Au un pachet de aditivi special conceput, astfel incat sa previna degradarea si ingrosarea uleiului, formarea depunerilor la temperaturi mari de functionare si coroziune. Mareste durata de functionare a motorului . Sunt destinate flotelor comerciale, atat celor care lucreaza in conditii de viteza si incarcare mare, cat si celor care lucreaza in regim de distributie cu opriri / porniri dese .VANELLUS C4 GLOBAL 15W-40; VANELLUS C4 MULTI 20 W-40. Uleiuri minerale aditivate destinate motoarelor diesel, cu aspiratie naturala sau turbo, cat si motoarelor pe benzina pentru care sunt recomandate urmatoarele specificatii API CF –4/CF/SG. Sunt destinate flotelor mixte cat si utilajelor de constructii. Ofera un nivel bun de protectie antiuzura si mentin motorul curat. VANELLUS C4 MULTI este ideal de folosit la

108

temperaturi ambiante mari, deoarece asigura protectie maxima a lagarelor cat si o vascozitate optima corelata cu temperatura de functionare.

VENELLUS C3 MONO este un ulei mineral aditivat care ofere protectie motoarelor care lucreaza in conditii grele. Poate fi folosit in motoare cu aspiratie naturala cat si in cele turbo. Este destinat flotelor mixte cat si utilajelor de constructii , Vascozitate: SAE 30; SAE 40.Depaseste cerintele urmatoarelor specificatii: - API CF/SF; - MB 227.0; - ACEA E1 (SAE 30 si 40); - ALLISON C4 (SAE30); - CARTERPILLAR T0-2 ADDINOL ADDINOL SUPER TRUCK MD1048 este un lubrifiant sintetic de vascozitate 10W-40 dezvoltat special pentru noile generatii de motoare pentru vehicule comerciale EURO 2 si EURO 3. Acest produs de o inalta tehnologie este un lubrifiant UHPD (Ultra High Performance Diesel) care asigura economie de combustibil, datorita reducerii frecarilor din motor. Schimbul de ulei se face la intervale mari 100000 km (vehicule comerciale MB sau MAN in trafic de lunga distanta), sau la alte motoare de mare putere echipate cu turbocompresor sau intercooler. Asigura o excelenta stabilitate a peliculei de lubrefiant in conditii extreme.Clasificari : ACEA E4 , API CF, MIL-L2104 E, MAN M 3277, MERCEDES BENZ 228.5, VOLVO VDS-2, SCANIA LDF, RVI, DAF.

ADDINOL DIESEL LONGLIFE MD1547 este un ulei HDEO (Heavy Duty Engine Oil) cu un nivel excelent SHPD (Super Haigh Performance Diesel) la vascozitatea SAE 15W-40. Datorita combinatiei stralucite de specificatii ACEA E5, ACI CH-4, este un lubrifiant de avangarda pe piata internationala HDEO. Acest lubrifiant asigura urmatoarele avantaje pentru toate tipurile de motoare: calitati excelente de curatire a motorului ,si de control al nivelului de depozitare de carbon, stabilitate termica si antioxidare, prevenind astfel depunerile si ingrosarea uleiului, excelenta rezistenta la uzura prelungeste viata motorului, intruneste toate conditiile stricte impuse de normele EURO 3.Clasificari : ACEA E5/E3/B3/A3, API CH-4/CG-4/CF/SJ, MB 228,3, MAN M 3275, VOLVO VDS –2, IVECO, RVI, SCANIA, MACK EO-M, CARTERPILLAR TO-2, CUMMINS CES 20071/20072 a. o. ADDINOL SUPER STAR MX 1547 este un ulei universal recomandat pentru motoare de mare putere Otto sau Diesel, cu sau fara turbocompresor. Este un lubrifiant pentru flote mixte. Tehnologia foarte noua si un pachet de aditivi foarte bine echilibrat, face ca acest lubrifiant sa poat asigura fara probleme curatenia motorului, o excelenta stabilitate termica si antioxidare, precum si un raport excelent vascozitate temperatura, facand posibila o pornire la rece fara probleme dar si stabilitate perfecta la temperaturi foarte mari. Acest lubrifiant se poate utiliza atat la vehicule de ultima generatie cu motoare Otto sau Diesel, cat si la vehicule comerciale de orice generatie, in conditii extreme de incarcare, temperatura sau praf.Clasificari: ACEA A2/B2/E2, CCMC D4/G4/PD2, API CF-4/SH, Mb 229,1 MAN 271, VW 501 01 si 50500, VOLVO VDS, CARTERPILLAR TO-2, MACK EO-K/2. LUBRIFIANT SINTETIC DE MOTOR TRUCK EXTRA 10W-40.EVVA TRUCK EXTRA este un lubrifiant sintetic dezvoltat special pentru intervale lungi de schimb, la cele mai performante motoare Turbo- Diesel de ultima generatie, in special Mercedes Benz sau MAN. Excelenta stabilitate a peliculei de lubrefiere in conditii extreme (pornire la rece, expolatare intensa in sarcina sau conditii speciale – praf etc.). Este un lubrifiant care garanteaza economia de carburant datorita reducerii frecarilor din motor. Este excelent pentru motoare turbo-diesel sau normal aspirate care echipeaza autocamioane sau vehicule de transport greu.Clasificari: API CF-4, ACEA E3-96 (E4-98), MAN 3277, MERCEDES BENZ 288.5, SCANIA LDF, VOLVO – VDS 2.

LUBRIFIANT DE MOTOR MULTI SHPDO 15W-40. EVVA Multi SHPDO este un ulei de motor “ SUPER HAIGH PERFORMANCE DIESEL“ special creat pentru motoarele cu sarcina mare, care lucreaza in conditii grele. Este recomandat in special pentru motoare Turbo-Diesel dar si pentru motoare normal aspirate la autocamioane sau la vehicule de transport greu. Acest lubrifiant realizeaza performante superioare de lubrifiere atat in conditii de temperatura scazuta cat si la temperaturi ridicate, datorita indiceluli de vascozitate ridicat.Clasificari: API CH-4/CG-4, ACEA E5/B3/A3/96, CCMC D5, MB 228.3, MAN 3275, MACK EO-M PLUS, CUMMINS CES 20.072, STEYR, SCANIA, VOLVO VDS-2.

109

ULEIURI MOTOR RO 3 Uleiurile RO 3 sunt uleiuri minerale obtinute prin tehnologii moderne, din uleiuri de baza superioare aditivate dupa retete proprii, elaborate de specialistii de la COMPETROL BUCURESTI. Aditivii folositi sunt din import si cu proprietati deosebite, fiind utilizati de cei mai renumiti producatori mondiali de uleiuri minerale.

MULTIGRAD DE MOTOR UNIVERSAL COM 20 W-50. Este un ulei de motor multigrad utilizat la ungerea motoarelor Diesel cu solicitari severe, supraalimentate, precum si a motoarelor pe benzina cu functionare prin injectie, conform recomandarilor din cartea tehnica a motorului. In conditii normale de functionare a motorului, uleiul poate fi schimbat dupa 20000 km .Norme si specificatii: SAE 20 W-50, SUPER 5, API SH/CF-4.

MULTIGRAD DE MOTOR SUPER COM 15 W –40. Este un ulei de motor multigrad destinat ungerii motoarelor Diesel cu solicitari severe, supraalimentate, precum si a motoarelor pe benzina cu functionare prin injectie. In functie de recomandarile din cartea tehnica a motorului si de starea tehnica a acestuia, in conditii normale de functionare, uleiul poate fi folosit pana la 20000 km.Norme si specificatii: SAE 15W-40, SUPER 5, API SH/CF-4.

MULTIGRAD DE MOTOR M 30S5. Ulei special aditivat pentru motoare Diesel cu un regim de lucru foarte sever cu o protectie superioara a motorului. Perioada de utilizare poate fi pana la 20000 km functie de starea tehnica a motorului si de recomandarile constructorului de motor.Norme si specificatii: SAE 30, SUPER 5, API SH/CF-4.

MULTIGRAD DE MOTOR M 40S5. Ulei destinat motoarelor diesel cu regim de lucru foarte sever si care necesita o protectie superioara a motorului. Se utilizeaza in conformitate cu recomandarile din cartea tehnica a motorului.Norme si specificatii: SAE 40, SUPER 5, API SH/CF-4.

PARNAS MOTOR OIL produce lubrifianti pentru Comunitatea Europeana, de tipul: URANIA TURBO 15W-40 este recomandat pentru autovehicule utilizate pe distante scurte, in conditii dificile de exploatare (santier, cariere si balastiere)

URANIA TURBO LD 15W-40 este recomandat pentru distante lungi, transport international.Recomandari: mecanicii italieni recomanda, chiar si in cazul unui ulei aditivat, ca schimbul sa se efectuieze destul de des, pentru ca, prin utilizare, uleiul aduna particolele microscopice de metal, devenind in timp abraziv. Intervalul de schimb recomandat este de 10000 km in cazul uleiului Turbo (pentru conditii dificile de exploatare) si 30000 km pentru uleiul Turbo LD (transport international), chiar daca este garantat pentru 50000 km. Alegerea tipului de ulei utilizat este de dorit sa se faca in conformitate cu recomandarile prevazute in cartea tehnica a autovehiculului, precum si ale personalului tehnic din service-urile IVECO autorizate, care comercializeaza lubrifianti Urania.AVANTAJE : - reducerea consumului de combustibil pana la 30 % ;- protejaza nmotorul cu pana la 50 % in plus fata de actiunea substantelor acide rezultate din arderea

motorinei in camera de combustie;- asigura o maxima protectie impotriva uzurii cauzate de functionarea masinii in conditii de suprasarcina,

la o turatie mica;- protejeaza motorul impotriva depozitelor de slam si lac, datorita temperaturii crescute din timpul

functionarii;- usurinta de a porni la temperaturi scazute si presiune constanta in circuitul de ungere in orice regim de

temperatura si climat;Cel mai solicitat produs, Urania Turbo LD, depaseste exigentele tuturor constructorilor europeni de motoare si poate fi utilizat pentru orice tip de motor cu aspiratie Turbo-Diesel sau multi-valve pentru orice capacitate sau putere.Caracteristici: Vascozitate la 100 grade C 14,7;

110

Vascozitate la –15 grade C 3250; Index de vascozitate 140; Cenusa de sulf % 1,89; T. B . N ., mgKOH/g 14,5.

3.13. Sistemul de racire al motoarelor termice[9,13].

O parte din caldura netransformata in lucru mecanic se evacuiaza catre mediul ambiant prin peretii camerei de ardere , fapt care dece la necesitatea racirii lor. Cantitatea de caldura evacuata prin sistemul de racire variaza in limite foarte largi de (15-33%) O a combustibilului si depinde de mai multi factori, dintre care tipul constructiv al motorului este principal; Qr= (15-20%) Q la MAC si Qr = ( 20-35)Q la MAS.

La sfarsitul procesului de ardere temperatura gazelor variaza in jur de 2000 de grade Celsius, cea ce are ca rezultat supraincalzirea pieselor ce formeaza camera de ardere si inrautatirea parametrilor functionali ai motorului, deoarece o temperatura prea ridicata dece la : inrautatirea ungerii prin evaporarea sau arderea peliculei de ulei de pe piesele aflate in miscare, micsorarea coeficientului de umplere, prin cresterea volumului specific al amestecului carburant, aparitia la MAS a fenomenului de detonatie, scadera calitatilor mecanice ale materialului din care sunt confectionate piesele.

Racirea insuficienta duce la arderea unor piese, ca pistonul, supapele, chiulasa, etc. Pe de alta parte racirea la temperaturi prea joase duce la inrautatirea parametrilor functionali:- se inrautatesc conditiile de ungere prin condensarea vaporilor pe peretii cilindrilor , cea ce

duce la spalarea peliculei de ulei si la diluarea uleiului;- se mareste uzura generala a motorului deoarece la temperaturi joase pelicula de ulei isi

pierde consistenta.Sistemul de racire trebuie sa indeplineasca si sa satisfaca urmatoarele cerinte:- sa se asigure un regim constant de temperatura in toate conditiile de functionare ale

motorului;- sa necesite un consum redus de energie pentru actionarea lui (la solutiile mai vechi cu

pompa de apa si ventilator actionata mecanic direct de la arborele cotit al motorului consumul de energie putea ajunge la (10-13% )Q). In prezent actionarea ventilatorului pentru racirea apei care circula prin radiator se face cu ajutorul unor motoare electrice sau hidraulice, iar functionarea lor este intermitenta in functie de temperatura apei din instalatia de racire.

- Siguranta si fiabilitate in exploatare;- constructie simpla, ieftina , usor de intretinut si reparat. Sistemele de racire pot fi cu lichid si cu aer.

3.13.1. Sistemul de racire cu aer. Sistemul de racire cu aer consta in dirijarea unuicurent de aer cu viteza mare spre blocul si chiulasa motorului. Curentul de aer de racire poate fi asigurat prin deplasarea motorului (in cazul motocicletelor) sau prin suflarea lui cu ajutorul unui ventilator axial sau centrifugal. Pentru marirea suprafetei de transfer termic in cazul motoarelor racite cu aer cilindrii si chiulasa sunt prevazute cu aripioare de racire.

Datorita simplitatii constructive si a costului redus, sistemul de racire cu aer seaplica la motoare de marime mica si mijlocie, la care consumul energetic al ventilatorului este redus. Deoarece energia consumata de acestea depinde de patratul vitezei (sau de cubul vitezei la valori mari ale vitezei aerului), cresterea ei este exponentiala si prin marirea ventilatorului consumul energetic creste mult, iar aplicarea in cazul motoarelor mari devine neeconomica [ 9,13].

111

Un alt avantaj al sistemului de racire, racit cu aer, este timpul scurt in caremotorul ajunge la temperatura de regim, precum si trecerea rapida prin punctul de roua al oglinzii cilindrilor.

Ca dezavantaj, pot fi enumerate racirea neuniforma, aparand diferente detemperatura intre cilindrii motorului, cat si diferente pe circunferinta aceluiasi cilindru, functionare mai zgomotoasa si imposibilitatea unui control precis al temperaturii.

Sistemul de racire cu aer este prezentat in figura 3.128, si este compus din ventilatorul 1, mantaua 2 care imbraca motorul si asigura marirea eficientii curentului de aer si deflectoarele 3 care au rolul de a atenua diferenta de racire intre cilindrii 4 mai departati de ventilator si catre zonele fiecarui cilindru aflate pe partea opusa ventilatorului. De asemenea, sistemul este prevazut si cu difuzorul de evacuare.

La motoarele racite cu aer, temperatura medie a peretelui cilindrului este cu 2040 de grade Celsius mai mare decat la motoarele racite cu lichid, iar temperatura de regim este atinsa de 3-4 ori mai repede decat la celelalte solutii. Aceasta duce la marirea durabilitatii cilindrilor, la micsorarea uzurii corozive. De asemenea, cantitatea de caldura pierduta prin sistemul de racire cu aer este mai mica decat in cazul racirii cu lichid. La racirea cu aer caderea de temperatura intre suprafata interioara a cilindrului si mediul ambiant este mult mai mare decat la caderea de temperatura dintre radiator si mediul ambiant, si deci, sistemul de racire cu aer este mai putin sensibil fata de variatiile de temperatura ale mediului. O alta consecinta a temperaturii mai ridicate a cilindrului este scaderea vascozitatii uleiului cea ce conduce la micsorarea pierderilor prin frecare si scaderea consumului de combustibil, insa creste consumul de ulei cu 2-4%. Dimensiunile geometrice ale aripioarelor sistemului de racire pentru chiulasa si cilindru, prezentate grafic in figura 3.128, b sunt indicate in tabelul 3.3, in mm

a b Tabelul 3.3.

Fig.3.128, a- schema sistemului de racire cu aer; b- forma si dispunerea aripioarelor sistemului de racire pentru chiulasa si cilindru. Vetilatoarele utilizate pentru asigurarea curentului de aer pot fi axiale sau centrifugale. Ventilatoarele axiale (fig.3.129) sunt constituite din carcasa 1, rotorul cu palete 2, si aparatul de ghidare a aerului 3. Rotorul cu palete 2 poate fi montat in spatele aparatului de ghidare ca in figura 3.129, a si b, sau dupa acesta ca in figura 3.129,c . Solutia din figura 3.129,b este cea mai utilizata,

112

deoarece curentul de aer este rotit de aparatul de ghidare in sens opus celui al rotorului si rezulta o miscare axiala a aerului. Ventilatoarele centrifugale sunt alcatuite dintr-o carcasa spirala si rotor cu palete si creaza curentul de aer prin centrifugarea acestuia la fel ca si la suflanta utilizata in cazul supraalimentarii motoarelor.

Fig.3.129. Scheme de ventilatoare axiale [9,13 ].

3.13.2. Sistemul de racire cu lichid la presiune marita( fig.3.130), permite marirea temperaturii de lucru pana la 105-115 grade Celsius. Aceasta creste temperatura de fierbere, in functie de presiunea din sistem, iar lichidele de tip antigel utilizate intensifica transferul de caldura iar iarna nu ingheata, deci nu mai este nevoie de golirea instalatiei. Daca nu se pune in lichidul de racire din motor antigel, pe timp de iarna, acesta ingheata, isi mareste volumul si presiunea creata conduce la fisureaza blocul motor.

Fig.3.130.[9,13]Pentru a putea asigura cresterea de presiune, sistemul trebuie sa fie perfect etans. Pierderea etanseitatii sistemului poate duce la ferberea lichidului in instalatie. Sistemul de racire cu lichid, este construit din camasile de racire ale cilindrilor si ale chiulasei motorului M, de unde lichidul cald este preluat de partea superioara a motorului cu ajutorul conductei 2 care il dirijeaza la termostatul T, de unde in functie de tempoeratura lui ajunge in radiatorul R, sau in conducta de scurcircuitare 8 intra in pompa de circulatie 1, care il pompeaza in camasa de racire a motorului. Circulatia lichidului in radiatorul R, se face de sus in jos conform circulatiei naturale a lichidului,

113

care, prin racire, isi mareste densitatea si se lasa in partea inferioara a radiatoruluiin bazinul inferior 3, de unde este preluat racit in sistem. Racirea in radiator este intensificata prin suflarea unui curent de aer de catre ventilatorul 4, care la constructiile mai vechi este actionat direct de la arborele motorului prin intermediul unei transmisii cu curele trapezoidale 9. Pe acelasi ax cu ventilatorul se afla de cele mai multe ori si pompa de lichid, care este o pompa centrifuga. In cazul sistemelor de racire cu lichid sub presiune exista si rezervorul de drenaj si compensare RDC care are un volum de 10-15% din volumul total al sistemului si poate fi montat in paralel cu radiatorul. Amplasarea acestuia se face la o cota mai inalta decat motorul pentru a permite drenarea aburului. Circuitul este prevazut si cu conducte de drenaj 5 si cele de compensare 6-7. In acest caz lichidul ajunge direct in conducta de aspiratie a pompei, cea ce mareste eficienta sistemului. Termostatul T are rolul de a dirija trecerea lichidului prin conducta de scurtcircuitare 8, deci de ocolire a radiatorului R atata timp cat temperatura acestuia este inferioara temperaturii de regim (in general 71-73 de grade, in functie de tipul termostatului), si in functie de aceasta este scurtat timpul de regim termic tranzitoriu cand uzurile si consumul motorului cresc. Pe masura ce agentul de racire se incalzeste, termostatul se deschide intai partial (pe la 80-85 de grade), si blocheaza conducta 8 de scurcircuitare a radiatorului R.

Fig.3.131. Circuitul interior dual de racire si treptele de functionare ale termostatului la motorul de 1,4 litrii si 125kW- TSI [ 21 ].

114

Circuitul de racire, la motorul TSI de 1,4 litrii si 125kW( figura 3.131), situat in interiorul motorului, este de tipul dual. In plus de aceasta, a fost adaugata si racirea turbosuflantei, debitul pompei de lichid de racire fiind crescut. De asemenea, pentru a raci motorul imediat dupa oprirea acestuia, a fost montata o pompa suplimentara de lichid de racire.Termostatul este cu 2 trepte. Pompa care antreneaza lichidul de racire are un dbit marit, care ii permite sa raceasca motorul la turatii joase. Acest aspect insa, se transforna intr-un inconvenient la turatii mari, cand presiunea lichidului devine prea mare pentru ca termostatul sa se deschida usor. Pentru a remedia acest aspect, termostatul se deschide in doua trepte. Mai intai, deschiderea termostatului in functie de temperatura, se face in zona centrala (treapta 1). Pentru a deschide supapa, supapa termostatului este divizata in doua parti (doua discuri). Discul interior ( discul mic) se deschide primul. Astefe forta necesara pentru deschidere, de catre elementul termic, este relativ redusa, presiunera scazand odata cu deschiderea primei trepte, permitand deschiderea in continuare a celei de a doua treapte (treapta 2). La dilatarea ulterioara, a elementului termic discul interior il antreneaza pe cel exterior (discul mare), deschizand complet pasajul de trecere.

Fig.3.132. Schema instalatiei de racire cu curgere transversala la motorul de 1,4 litrii - 125 kW- TSI [ 21]: 1 -radiator; 2-pompa de circulatie lichid de racire V50; 3 - racire turboincarcator; 4- circuitul de racire al cilindrilor; 5 - circuitul de racire al blocului cilindrilor; 6- rezervor caldura auxiliar; 7- pompa lichid de racire; 8- rezervor; 9- drosel; 10 - caldura evacuata din motor pentru incalzirea habitaclului; 11- treapta 1 termostat, pentru temperatura cilindrilor, se deschide la 80 de grade Celsius; 12 - carcasa distribuitorului pentrun sistemul de racire; 13 - treapta 2 termostat, pentru temperatura cilindrilor, se deschide la 95 de grade Celsius. ;14. racitor de ulei

115

Sistemul dual al circuitului de racire prezentat in figura 3.132, este un sistem separat de curgere a fluidului de racire de diferite temperaturi in blocul cilindrilor si in capul cilindrilor. In capul cilindrilor, traseul sistemului de racire este de la orificiul de evacuare la cel de intrare. Mivelul de temperatura este astfel imbunatatit in capul cilindrilor. Aceasta metoda este numita sistemul de racire cu curgere transversala (curgere incrucisata). Pompa asigura o racire crescuta a lichidului, si exista a suficienta putere de incalzire la functionarea motorului la relanti. Termostatul 1 din casa de distributie a lichidului de racire are 2 nivele de deschidere in functie de temperatura. Circuitul lichidul de racire asigura si racirea turboincarcatorului[ 21 ].

In figura 3.133 este prezentat sistemul de racire la motorul V6 TDI de 165kW la 4000 rot/min, si momentul maxim de 450Nm la 1400-3250 rot/min. Este un motor cu 6 cilindrii in V dispusi la 90 de grade, cilindreea 2967 cmc, Diametru x cursa pistonului DxS = 83x 91,4 mm, raport de compresioe 17:1, 4 supape pe cilindru, ordinea de aprindere 1-4-3-6-2-5. Sistemul de management al motorului este Bosch EDC 16C si sistem de injectie Common rail. Sistemul de racire contine si un circuitul de racire separat al combustibilului numai pentru automobilele Touareg. Acesta este necesar deoarece temperatura racitorului este prea mare , cand motorul este operat la temperatura si la racire este returnata temperatura combustibilului.

116

Fig.3.133. Schema instalatiei de racire pentru motoare diesel V6 TDI [23]. Schema cuprinde circuitul de racire al motorului si circuitul de racire al combustibilului: 1-circuitul de racire pentru racirea motorului; 2-racirea uleiului din cutia de viteze; 3-alternator; 4-circuitul pompei cu racire continua V51; 5-rezervor de aer; 6-schimbator de caldura; 7-vas de expansiune; 8-caldura aditionala; 9-clapeta de pornire; 10-racitor de ulei; 11-racitor pentru gazele evacuate reciclate; 12- clapeta pentru recircularea gazelor evacuate; 13- termostat (se deschide la temperatura de 87 de grade Celsius).

Pompa de apa V36 este o pompa electrica de circulatie a lichidului. Ea este comandata de unitatea de control a motorului, si asigura lichidului de racire unn circuit de racire in ordine la racirea combustibilului. Pompa de circulatie continua a racirii V51 se foloseste la vehiculele care tracteza o remorca. Ea este in acord cu mapa unitatii de control a motorului, si este lusa in functioune cand motorul este pus pe « OFF ».In figura 3.134 este prezentata instalatiei de racire la un motorul de 3,6 litrii V6 R36, cilindreea de 3597 cmc, diametrul x cursa pistonului: DxS = 89x96,4 mm, unghiul dintre cilindrii 10,6 grade, 4 supape pe cilindru, raport de compresie 11,4 :1. Puterea maxima dezvoltata este de 220 kW (225CP) la 6600 rot/min, iar momentul maxim 350Nm la 2400-5000 rot/min. Management motor de tip Montronic MED 9.1, cu tratamentul gazelor la evacuare, cu doua convertoare catalitice cu trei cai cu control Lambda. Standard de emisii Euro 4 [24].

117

Fig.3.134. Schemei instalatiei de racire la motorul de 3,6 litrii V6 FSI [ 24 ].

Lichidul de racire este circulat de o pompa de lichid actionata mecanica, plasata in V-ul motorului. Comparand instalatia de racire cu cea a motorului cu injectie multipunct de 3,2 litrii, cantitatea totala a sistemului de racire este cu 2 litrii mai mica. Cu toate acestea operarea motorului este imbunatatita la temperatura si se face mai repede. Circuitul de expansiune este controlat de termostat. In functie de vehicul un racitor auxiliar poate fi integrat in circuitul de racire 10. Numai supape cu o singura cale sunt integrate in circuitul de racire, astfel ca, ele previn curgerea in sens invers in racitor [ 24 ].

Fig.3.135. Schema actionarii hidrostatice a ventilatorului pentru sistemul de racire lamotorul V8 TDI [22]: 1- ventilator pentru radiatorul de racire actionat cu motor hidraulic;2 -racitor de ulei;3 – circuit de racire pentru mecanismul casetei de directie; 4- pompe hidraulice care lucreaza in tandem; 5- rezervor de ulei; 6- unitate de control a motorului J248; 7- supapa electromagnetica pentru controlul ventilatorului de racire radiator N313.

In figura 3.135 este prezentata actionarea hidraulica a ventilatorului de racire la motorul V8 TDI. Solutia este folosita pentri balansul complet de caldura din sistemul de racire. Instalatia cuprinde : pompa hidraulica in tandem 4; supapa electromagnetica 7 pentru controlul ventilatorului de racire al radiatorului N313; radiatorul cu ventilator actionat cu motor hidraulic, rezervorul de ulei si racitorul de ulei.In figura 3.136 este prezentat sistemul de actionare a ventilatorului din circuitul cu bucla deschisa cu control hidraulic si electric pentru motorul termic care actioneaza instalatia hidraulica la o macara cu brat telescopic[27].

118

Fig.3.136 [27]

Fig.3.137. [27].

In figura 3.137 este data caracteristica ventilatorului [27]. Componentele sistemului de racire sunt:- o pompa cu cilindree variabila tip A10V0 ( presiune cut-off, reglare de la disatanta);- un motor cu cilindree constanta tip a10FM; supape termo-presiune;- element pentru controlul electronic al actionarii ventilatorului tip MHVT;Careacteristicile sistemului sunt: - controlul continuu al turatiei ventilatorului;- controlul individual al parametrilor si temperaturii mediului de racire;- turatia ventilatorului este independenta de turatia motorului termic;- puterea de actionare a pompei reglabile corespunde valorii de referinta.

3.13.3. Actionarea hidrostatica a ventilatorului la sistemul de racire la motoarele de utilaje[ 27].

Reglajul hidrostatic al actionarii ventilatorului pentru motorul termic este superior sistemului conventional de antrenare prin curele al pompei de apa de la sistemul de racire, prin:

- reglarea continua a turatiei ventilatorului intre minim si maxim;- fiabilitate ridicata;

119

- constructie compacta;- plaja larga de temperaturi de la –40 de grade la + 100 de grade;- reducerea gazelor evacuate si emisiilor de noxe;- reducerea consumului de combustibil;- limitarea turatiei maxime a ventilatorului, independent de turatia motorului termic;- pornire automata a ventilatorului la turatii ridicate, cand caldura de sarcina creste;- functionare autoprotejata datorita conditiilor de comanda pentru functia de avarie;- adaptarea turatiei la ventilator in functie de demarare, lucru specific exploatarii utilajelor de

constructii, care lucreaza la un regimuri dinamic intense.Firma Rexroth Bosch Group, furnizeaza 4 tipuri de scheme pentru actionarea ventilatorului. Una din solutiile schemelor de actionare a ventilatorului cu motor hidraulic cu roti dintate este data in figura 3.138.[27]

Fig.3.138.[27]Pentru puteri superioare de actionare a ventilatorului ( P> 15 kW) acest sistem poate fi comandat din exterior folosind o pompa reglabila cu pistoane axiale si un motor cu roti dintate, fara supapa de prioritate sau pompa reglabila cu pistoane axiale si motor cu cilindee constanta cu pistonase axiale. Actionarea hidrostatica a ventilatorului cu pompa si motor cu roti dintate cu supapa de prioritate integrata, foloseste pentru reglajul presiunii hidraulice supapa de siguranta termica. Cand se foloseste pompa reglabila cu pistonase axiale, reglajul garanteaza ca exista todeauna presiunea si debitul necesar in motorul hidraulic ce antreneaza ventilatorul in vederea circulatiei aerului necesar racirii motorului termic. Diagrama actionarii ventilatorului este data in figura 3.137. [27].

Bibliografie

1.Abaitanei,D., s.a.- Motoare pentru automobile si tractoare, Vol.2, Constructie si tehnologie, Editura Tehnica, Bucuresti, 1980.2.Burlacu, V., Pavel, D. – Cum ne alegem uleiul, Lubrifianti, Supliment Cargo Romania &Bus, Bucuresti, nr. 3/2002, pag.2-4.3.Buzbuchi,N, s. a.- Motoare navale, Supraalimentare.Dinamica, Vol 2, Editura Didactica si Pedagogica, R.A. , Bucuresti, 1998.4. Buzbuchi,N. s.a.- Motoare navale, Concepte moderne de calcul si constructie, Vol. 3, Editura Bren, Bucuresti, 2001.

120

5. Khovakh,M., s. a.- Motor Vehicle Engines, Mir Publishers, Moscow, 1976 6.Grunwald, B.- Teoria, calculul si constructia motoarelor pentru autovehicule rutiere, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 19807. Dumitru,L.,Pantelimonescu, F., Niculescu, T.- Sisteme electronice de control pentru automobile, Injectia de benzina si aprinderea, Editura Militara, Bucuresti, 1995.8.Fratila,Gh.,Fratila,M., Samoila, St.-Automobile, cunoastere, intretinere si reparare, Editura Didactica si Pedagogica, R.A. Bucuresti, 1990.9.Ionescu, I.- Motoare termice, Solutii constructive si masuri generale pentru reducerea emisiilor poluante, Editura MatrixRom, Bucresti, 2001.10. Mateevici,V., s. a. – Automobile Roman pentru transportul de marfa, Editura Tehnica, Bucuresti, 198211. Pana, Gh. – Motoare termice, Institutul de Constructii Bucuresti, 1989.12.Popa, B., Bataga, N., Cazila, A. – Motoare pentru autovehicule. Functionare, caracteristici, rodaj, uzura,testare si reglare, Editura Dacia, Cluj Napoca, 1982.13.Sarbu, L., Ionescu, I.- Masini de forta si transport pentru constructii, VolI, motoare, compresoare, turbine, Editura Conspress, Bucuresti, 1999.14.Sarbu, L.- Masini de forta si transport pentru constructii, Vol II, Agregate motor-transmisie, Tractiunea si dinamica vehiculelor, Editura Conspress, Bucuresti, 1999.15.Sarbu, L.- Masini de tractiune, sisteme de transport si echipamente grele pentru constructii, Vol I si II, Editura Economica,Bucuresti, 2007-2008.16. Steflea, Al., Sechi,M.- Tehnologia intretinerii si repararii motoarelor cu combustie interna, Editura Didactica si Pedagocica, Bucuresti, 1979.17.Stratulat,M.,Copae,I.- Alimentarea motoarelor cu aprindere prin scantee, Vol.2 , Editura Tehnica, Bucuresti, 1992.18. Taraza,D., Belei,A., Minculescu,S.- Aplicatii si probleme de motoare termice, Seria » Culegeri de probleme pentru discipline tehnice si economice », Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981.19. x x x - Lubrifianti, Supliment Cargo Romania & Bus, Bucuresti, nr. 3/2002. 20. x x x - Service Traning, Wolshwagen, Audi, Motorizare. Motor diesel TDI, de 2 litrii si 125kW supraalimentat.21.x x x - Service Traning, Wolshwagen, Audi. Motorizare. Motor pe benzina TSI de 1,4 litrii si 125kW cu injectie directa, dubla supraalimentare.22. x x x - Motorizare Service Trading W. Audi, Service Audi 226 3,3 l, V8 TDI Engine – Mechanics, Design and Function Self-Study Programm 226, V 8 TDI Common Rail.23. x x x -Motorizare Service Trading W. Audi, Service Audi 227, 3,6 l V6 TDI Engine-Mechanics, Design and Function Self-Study Programm 227, Common Rail.24.x x x - Motorizare Service Trafing W. Audi, Service Audi 360 3,6l V6 R36, Enigine-Mechanics, Programm 360.25. x x x - Eco-Fuel Natural Gas Drive in Touran and Caddy, Design and Function, Service Trading. Self-Study Programm 373.26. x x x – The 2,ltr. TDI engine, 103kW and 4000 rpm, Euro4, Design and Function, Service Trading Volskwagen, Self-Study Programm 316.27. x x x -Prospecte motoare pentru utilaje de constructii de la firmele: MAN, Mercedes Benz, Volvo, Caterepillar, Liebherr, Cummins, Diesel Detroit, etc.28. x x x- Brevet de inventie nr. RM 98A000501 cu extensie PTC/It99/00237 cu titlul: “ Dispozitiv de imersie pentru reducerea emisiilor de noxe si pentru economia energetica a vehiculelor cu combustie cu hidrocarburi “.29.x x x - Patent 4.831.982 din 8 mai/1989 SUA intitulat: “ Motor cu amestec mixt omogen si etrogen “. 30. x x x -Standarde pentru controlul emisiilor la motoarele Diesel (l.engleza), Industrial Lubrification and Tribology, vol 42 nr.1, pag 25

121

31. x x x Tehnologia ACERT- o noua generatie de motoare, Cat Magazin nr.1/2006 si Revista Unelte si echipamente,Bucuresti, nr.8/ 2006, pag. 66-67.32. x x x - Emission Standards a Clear Explanation, Catepillar, 2004, Peinting in SUA, 11pag.33. x x x Petroleum Ratings Guide, Caterpillar, 2008.34.x x x – Engine Management of the W8 Engine in the Passat MontronicME7.1.1, Service, Self-Study Programme 249, Volskwagen35. x x x- Kubota Diesel Engine Super Mini Series, Haigh Density in a Smaller Body, Deplacement Range: 479 cc-898cc, Output Range: 9,3kW (!2,5CP)-17,5kW923,5CP), Your Driving Force, Kubota Engine.

122

123