Rolul patinei intinzatoare

Pozitia relative a masinii de lucru si a masinii motoare trebuie sa fie astfel aleasa incat ramura

conducatoare trebuie sa fie sus, asa cum se vede in figura 1.1. Daca din motive exceptionale nu

pot fi respectate pozitiile relative corecte corespunzatoare unei functionari favorabile, atunci este

absolute obligatoriu utilizarea unui dispozitiv de reglare.

Fig. 1.1 Ramura conducatoare a masinii motoare

In cazul unui montaj corect se impune asigurarea paralelismului axelor arborilor transmisiilor si a

coplaneitatii rotilor de lant. Distanta dintre axe are in vedere realizarea unei sageti corespunzatoare,

data de greutatea lantului si care trebuie sa se incadreze in anumite limite.

Dispozitivele de reglare au rolul de a intinde ramura condusa, de a egala marimea unghiurilor de

infasurare a lantului, de a limita amplitudinile vibratiilor, care pot aparea in timpul functionarii, ca

urmare a infasurarii poligonale a lantului pe rotile de lant.

Plasarea dispozitivelor de reglare si formele lor constructive sunt indicate in figurile 1.2. si 1.3. In figura

1.2 intinderea lantului se realizeaza prin intermediul unei benzi de intindere sau saboti de intindere.

Fig.1.2. Dispozitive de intidere prin saboti si benzi

Forta de apasare a acestora poate fi obtinuta printr-un element elastic sau printr-un sistem

hidraulic. In figura 1.3 intinderea lantului este realizat cu ajutorul rolelor presoare, care

antreneaza la randul lor lantul.

Fig. 1.3. Dispozitive de reglare prin role presoare

Protectia transmisiilor cu lanturi se realizeaza cu ajutorul unei carcase simple sub forma de “U” in cazul

unor incarcari si turatii reduse si cu ajutorul unor carcase complet inchise, pentru incarcari si turatii

ridicate. Elementele principale ale transmisiei prin lant sunt, precum si componentele carcasei sunt

prezentate in figura 1.4.

Fig. 1.4 Elementele principale ale transmisiei prin lant

1. Orificiul de observatie

2. Orificiul de alimentare cu ulei

3. Deschideri laterale pentru reglarea distantei dintre axe

4. Bazin de ulei

5. Indicator de nivel al uleiului

6. Dop de golire

7. Sistem de etansare

8. – 8’ Arbori

9. Streasina de dirijare ulei si de izolare fonica

10. Flanse de asamblare

11. Elemente de asamblare a carcasei

Atunci cand transmiterea miscarii de la arborele cotit la arboreal cu came se face prin lant

este intotdeuna necesar un intinzator reglabil pentru aceste elemente, care se dispune pe

ramura pasiva. De asemenea este necesara o calare foarte precisa a tuturor pinioanelor

distributiei, pentru a putea respecta intrutotul fazele de distributie ale motorului. De aceea

calarea se face prin intermediul unor repere marcate pe rotile dintate sau pe rotile de lant,

repere care pentru o anumita pozitie a pistonului 1 trebuie sa fie intr-o corelatie bine

determinata, numai de fabrica. De exemplu pentru motorul din figura 1.5 se reda pozitia de

calare a celor doua pinioane. Reperele marcate pe aceste pinioane trebuie sa fie coliniare cu

axele celor doua roti.

Fig. 1.5 Intinderea lantului, calarea distributiei.

Actionarea arborelui cu came

Arborele cu came este pus in miscare de la arborle cotit printr-o transmisie adecvata in raport 2:1

pentru motoarele in patru timpi. Arborii cu came amplasati pe chiulasa sunt antrenati prin

transmisii cu lant sau transmisii cu, curea dintata (figura 1.6).

Fig.1.6 Diferite scheme de actionare a arborelui cu came amplasat pe chiulasa

Transmisia cu lant este avantajoasa prin faptul ca distant intre axe poate fi adoptata arbitrar, este

silentioasa, compacta si simpla. Totusi conditiile de lucru ale lantului sunt grele din cauza

sarcinii variabile brusc, care provoaca vibratiile acestora. Pentru a miscsora uzura se utilizeaza

lanturi duble sau triple. In scopul asigurarii intinderii constant a lantului se folosesc dispozitive

de intindere prezentat in figura 1.8 si 1.9 iar pentru atenuarea vibratiilor lantului se monteaza

sabotii de ghidare 4, 5. Acestia constau dintr-o patina de otel captusit cu cauciuc, care se sprijina

pe lant la distante potrivite.

Fig. 1.7 Antrenarea cu lant a arborelui cu came plasat pe chiulasa

1. Filtru de ulei

2. Buson

3. Dispozitiv de intindere a lantului

4. Sabot de ghidare

5. Sabot de ghidare

6. Excentricul pompei de benzina

7. Pinionul distribuitorului

8. Pompa de benzina

9. Pompa de ulei

10. Supapa de siguranta

Dispozitivul de intindere poate fi cu arc (figura 1.8) sau cu actionare hidraulica

(figura 1.9)

Fig. 1.8 Dispozitiv cu arc pentru intinderea lantului

Fig. 1.9 Dispozitiv cu actionare hidraulica pentru intinderea lantului

In cazul al doilea, intinderea lantului are loc sub actiunea patinei 3, solidare cu

pistonul 4, care gliseaza in cilindrul 2, fixat de carterul motorului prin suruburile 1.

Deplasarea pistonului se obtine atat prin efectul de destindere a arcului 5, cat si al

presiunii de ulei din instalatia de ungere. Uleiul este introdus in cilindru prin orificiul

6, iar o parte iese prin orificiul 7 din patina, pentru ungerea lantului de distributie.

Opritorul 8 limiteaza pozitia corecta a pistonului in cilindru.

Actionarea arborelui de distributie

Actionarea arborelui de distributie depinde de amplasarea acestuia.

Arboreal de distributie amplasat pe blocul motorului este actionat direct direct de la

roata dintata fixate pe arboreal cotit figura 2.0 – a. in cazul distantei mai mari a

arborelui de distributie se introduce o roata dintata intermediara figura 2.0 – b sau

transmisie cu lant figura 2.0 – c.

Fig. 2.0 Actionarea arborelui de distributie amplasat in bloc

Arborii de distributie montati pe chiulasa sunt actionati prin transmisi

Fig. 2.1 Actionarea arborelui de distributie amplasat pe chiulasa, prin lant

Elemente tribologice in cazul transmisiilor

Tribologia este stiinta si tehnica interactiunii reciproce a unor suprafete aflate in miscare

relative. Aceasta cuprinde intregul domeniu al frecarii si uzarii, incluzand ungerea si

efectele de interactiune ale suprafetelor limita, atat intre suprafetele solidelor cat si intre

acestea si fluide, lichide sau gaze.

Fenomenele care apar in cazul contactului real intre doua component se pot reduce la

sistemul tribologic prezentat in figura 2.2. Pentru corpul de baza si cel opus trebuie sa se

clarifice, materialele, ce perchi de material pot fi utilizate, cerintele ce se impugn

suprafetelor, adica – rugozitate, duritate, protective anticoroziva, apoi felul miscarii care

poate fi de alunecare sau de rostogolire, de asemenea solicitarile ce apar la contact –

forte, presiuni – si ce mecanisme de deteriorare sunt posibil sa apara. In privinta

materialului intermediar trebuie tinut cont de lubrifiantul care poate fi utilizat – mod de

aplicare, coefficient de frecare, evacuarea caldurii apoi daca particulele de abraziune pot

influienta solicitarile componentelor. Iar ca o ultima conditie este factorul de mediu –

umiditate si temperature.

Fig 2.2 Structura de baza a unui sistem tribologic

Frecare si tipuri de frecare

In zona de contact a doua component apar forte de frecare si conform legii lui Coulomb,

in starea de frecare de alunecare intre forta normal FN , forta de frecare FR si coeficientul

de frecare μ apare relatia:

FR = μ FN (1.1)

In starea de frecare cu aderenta, forta de frecare FR0 creste daca la forta normal FN

constanta sarcina tangential Ft intre component creste. Pentru situatii limita de atingere a

maximului, forta de frecare cu aderenta FR0max va rezulta Ft > FR0max determinand

alunecarea.

FR0max = μ0 FN (1.2)

Coeficientii de frecare μ si μ0 vor depinde de:

1. perechea de material,

2. de lubrifiant,

3. de starea de frecare,

4. de felul frecarii.

La considerarea relatiilor de frecare se deosebesc in functie de felul miscarii relative intre

component figura 2.3:

Fig. 2.3 Tipuri de frecari – a- frecarea de alunecare b- frecarea de rulare c- frecarea de

pivotare d- frecarea de rostogolire

1. Frecarea de rulare – apare intre corpuri daca vitezele acestora in zona de contact sunt

egale atat ca marime cat si ca sens si directive si daca cel putin unul din corpuri

executa o miscare de rotatie in jurul unei axe de rotatie momentane aflata pe suprafata

de contact.

2. Frecarea de alunecare – daca in domeniul de contact exista o miscare relativa de

translatie a corpurilor

3. Frecarea de rostogolire – exista o suprapunere intre frecarea de alunecare sic ea de

rulare

4. Frecarea de pivotare – apare la contact daca cel putin unul din corpuri executa o

miscare de rotatie in jurul unei axe perpendicular pe zona de contact.

Stari de frecare

Component de frecare si uzare din zona de contact este influientata decisive de starea de

frecare existent, distingandu-se:

1. Frecare uscata – starea in care in domeniul de contactal componentelor sunt active

straturile marginale (straturile de protective). Aceste straturi apar in mod natural prin

oxidare, adsortie sau prin reactii chimice a unor aditivi ai lubrifiantului, la

temperature si presiuni ridicate.

2. Frecare limita – se produce separarea complete a celor doi parteneri de contact, prin

intermediul unei pericule de lubrifiant. Nu mai exista contact al unor rugozitati

individuale, iar sarcina este transmisa integral prin intermediul presiunii formate in

lubrifiant si frecarea care apare in pelicula de lubrifiant este determinate de structura

chimica a lubrifiantului.

3. Frecare mixta – deschide domeniul dintre frecarea limita si frecarea fluida.

Componentele nu sunt complet separate de catre o pelicula de lubrifiant, pe anumite

portiuni suprafetele acestora se afla in contact direct. O parte a sarcinii este transmisa

prin contact intre solide iar cealalta parte prin pelicula de lubrifiant. Presiunea din

lubrifiant necesara separarii complete a componentelor in cazul frecarii fluide se

poate obtine in diferite moduri:

a. Ungere hidrostatica – atunci cand se foloseste o pompa, obtinandu-se ungerea din

exteriorul contactului

b. Ungerea hidrodinamica si elastohidrodinamica – presiunea de ungere se obtine

prin miscarea componentelor iar lubrifiantul fiind transportat intr-un interstitiu de

ungere care se ingusteaza. Inca un aspect de care se va tine cont este ca la ungerea

elastohidrodinamica , evaluarea relatiilor de frecare si ungere trebuie sa se tina

cont de deformatiile din domeniul de contact, fiind presiuni ridicate (roti dintate).

La ungerea hidrodinamica solicitarile sunt mici deci deformarea partenerilor de

contact poate fi neglijata (lagare de alunecare)

4. Frecare lichida si gazoasa – este compatibila cu frecarea lichida, separarea complete a

partenerilor de contact producandu-se printr-o pelicula de gaz.

In figura 2.4 se redau influentele diferitelor stari de exploatare asupra comportamentului

la frecare a unui lagar de alunecare radial cu ungere hidrodinamica. Prin urmare domeniul

de contact parcurge starile de frecare limita, mixta si fluida, odata cu accelerarea

arborelui din starea de repaus pana la turatia de expoatare. La aceasta se evidentiaza si o

dependent variabila intre frecare si uzura.

Fig 2.4 Stari de frecare a unui lagar de alunecare radial cu ungere hidradinamica

Starea de frecare Felul frecarii Coeficientul de frecare

Frecare uscata Frecare de alunecare 0,3 …. 1

Frecare limita Frecare de alunecare

Frecare de rulare

0,1 …. 0,2

< 0,005

Frecare mixta Frecare de alunecare

Frecare de rostogolire roti

dintate

Frecare de rostogolire roti

de frictiune

Frecare de rulare

0,01 …. 0,1

0,02 …. 0,08

0,06 …. 0,12

0,001 …. 0,01

Frecare fluida Frecare de alunecare 0,001 …. 0,01

Frecare gazoasa Frecare de alunecare

0,0001

Figura 2.5 Valorile orientative pentru coeficientii de frecare in funtie de starile de frecare

Contactul dintre corpuri poate fi caracterizat în funcţie de grosimea peliculei de lubrifiant. În

figura 2.6 sunt date principalele condiţii de contact.

Fig. 2.6 Condiţii de contact între triboelemente: 1 - contact direct, cu deformare plastică;

2 - contact elastic; 3 - contact cu peliculă de lubrifiant, caracteristic

ungerii elastohidrodinamice (EHD); 4 - contact cu peliculă de lubrifiant,

caracteristic ungerii hidrodinamice (HD).

In aceste conditii nu apare uzura. Pentru caracterizarea starii de frecare se poate utilize si

grosimea specifica λ a peliculei de lubrifiant

λ = hmin / Ra (1.3)

unde:

hmin – grosimea minima a peliculei de lubrifiant in contact

Ra – rugozitatea medie a suprafetelor ambilor parteneri de contact

Ra = 0,3(Ra1 + Ra2) (1.4)

Pentru grosimea specifica λ a peliculei de lubrifiant se pot distinge urmatoarele domenii

1. Frecarea limita λ < 0,2

2. Frecarea mixta 0,2 < λ < 3

3. Frecarea fluida λ > 3

Lubrifianti

Uleiuri de ungere

Uleiurile sunt lubrifiantii cel mai des utilizati, deorece permit o alimentare usoara in zona

frecarii si prin aceasta o optimizare a exploatarii, in ceea ce priveste frecarea si uzarea,

precum si o buna evacuare a caldurii si a particulelor desprinse prin frecare in zona de

contact. Ca dezavantaje mentionam, necesitatea etansarii, ce implica un effort tehnologic

si functional ridicat si partial cantitati relative mari de ulei necesar.

1. Proprietatile uleiurilor

Vascozitatea dinamica η – daca doua placi paralele, intre care se afla ulei de ungere,

se misca cu o viteza variabila, in ulei apare o solicitare de forfecare prezentata in

fugura 2.6. tensiunea tangentiala τ se determina:

(1.5)

Unde:

η – vascozitatea dinamica

S – gradientul vitezei

Vascozitatea cinematic v – daca vascozitatea depinde numai de temperature si

presiune atunci fluidul este denumit lichid Newtonian, iar daca vascozitatea scade

odata cu cresterea gradientului de viteza S =

, aven un lichid cu vascozitate

structural. Dependent vascozitatii de temperature se poate exprima:

(1.6)

Unde:

ηp – vascozitatea la presiunea p

η0 – vascozitatea la presiunea atmosferica

p – presiunea

α – coeficientul de presiune – vascozitate

Clasificarea uleiurilor de ungere – in functie de modalitatea de realizare se disting:

uleiuri minerale si uleiuri sintetice

Tipuri de ungere

Alegerea lubrifiantului depinde de felul aductiunuii, daca se alimenteaza un singur loc de

gresare, alegerea lubrifiantului se poate face, in functie de conditiile de exploatare existente la

locul de gresare. Daca trebuie sa se greseze o grupa functionala – transmisii mecanice –

lubrifiantul trebuie sa faca fata unor cerinte foarte diferite.

Deteriorarea organelor de masini

Sistematizarea practica a deteriorarii se face din diferite puncte de vedere. Exista doua clasificari,

partial normate, in functie de mecanismul de uzare, respective imaginea deteriorarii.

Uzarea

Uzura este un proces de distrugere a stratului superficial al unui corp solid la interacţiunea

mecanică cu un alt corp solid, cu un fluid sau cu un fluid cu particule solide în suspensie. Dacă

interacţiunea mecanică se produce sub acţiunea unei sarcini exterioare şi din cauza mişcării

relative a corpurilor, implicit a frecării, atunci se defineşte uzura prin frecare . Procesul de

distrugere implică şi modificări structurale, chimice şi

fizice

în

straturile

superficiale, deformări,

detaşări de material. Uzura se analizează funcţie de sarcinile aplicate, de viteză şi de mediu.

Astfel, există distrugeri în condiţii statice (deformaţii, coroziune) şi în condiţii dinamice (există

sarcină şi mişcare relativă), acestea fiind numite şi tribodistrugeri. Caracteristicile mediului

(temperatură, compoziţie, presiune etc.) pot influenţa semnificativ evoluţia distrugerilor din

stratul superficial.

În funcţie de componenta predominantă a unui proces de distrugere, spe-cialiştii admit patru

tipuri fundamentale de uzură: adeziunea, abraziunea, oboseala, coroziunea (figura 2.7)

Tipuri

fundamentale

de uzură

Procese specifice Natura proceselor predominante

Adeziune

(fig. 2.20a)

- transfer de material

- adeziune moderată

- adeziune severă: -gripare incipientă

- gripare totală

procese mecanice, schimbări de

fază în stare solidă, modificări de

concentraţii şi de structură ale

straturilor superficiale, procese

termice

Abraziune

(fig. 2.20b)

- microaşchiere

- rizare prin deformare

- eroziune abrazivă

- brăzdare

- zgâriere

Oboseală

(fig. 2.20c)

- oboseală mecanică

- pitting incipient

- pitting distructiv (avansat)

- exfoliere de oboseală (spalling)

- oboseală termo-mecanică

- cavitaţie

procese mecanice

procese mecano-termice

Coroziune

(fig. 2.20d)

- coroziune chimică (inclusiv oxidare) procese chimice

- coroziune galvanică procese electrochimice

- coroziune biochimică procese mecanice, chimice,

termice - tribocoroziune şi coroziune fretting

- coroziune de impact

Fig. 2.7 Tipuri de uzuri

a) adeziune b) abraziune

c) oboseală

d) coroziune (v=0, şi FN=0); tribocoroziune (v0, şi FN0); a - mărimea contactului,

b - grosimea straturilor superficiale cu modificări cauzate de coroziune sau tribocoroziune.

Fig. 2.8. Tipuri fundamerntale de uzură.

Bibliografie

Organe de masini - vol II, ing. Dieter Muhs, Editura Matrix Rom, Bucuresti 2008

Motoare pentru automobile – D. Abaitancei, Gh. Bobescu, Editura Didactica si

Pedagogica Bucuresti 1978

Motoare pentru automobile si tractoare, constructive si tehnologie – vol I,

D. Abaitancei, C. Hasegan, Editura Tehnica Bucuresti, 1978

Constructia motoarelor pentru automobile – Radu Racota, Univ. din Pitesti, 1995