Mecanica curs 1: Structura generala a autovehiculului, Motorul si instalatii auxiliare.

 

 

Structura generala a autovehiculului este: 

 

1.Sasiu: Cadru rigid de rezistentă care se montează pe osiile unui vehicul cu tractiune mecanică și care sustine caroseria.

2.Caroserie: Parte a unui vehicul asezată deasupra osiilor si a rotilor, amenajată pentru transportul oamenilor sau al mărfurilor.

3.Motorul: masină de forță care transformă o formă oarecare(de regula chimica sau electrica) de energie în energie mecanică pentru acționarea vehiculului.

 

 

            Motorul si instalatii auxiliare

 

            Tipuri de motoare:

1.Electrice: transforma energia electrica in energie mecanica.Avantajele  acestor motoare sunt poluare atomsferica si fonica redusa si costul redus al energiei electrice comparativ cu benzina sau motorina.

Pricipalul dezavantaj fiind stocarea curentului electric (acumulatori mari) si autonomie redusa.

 

2.Ardere interna:transforma energia chimica in energia mecanica prin arderea congustibililior fosili rafinati(cei mai uzuali fiind benzina,motorina sau G.P.L.-gaz petrolier lichefiat).

 

3.Hibride:de fapt nu motoarele sunt hibride ; propulsia este hibrida folosind atat un motor cu ardere interna cat si un motor electric in functie de regimnul de functionare.La vitezeze mici de deplasare este folosit motorul electric;la viteze mari si la accelerari puternice este folosit motorul cu ardere interna,trecerea facandu-se automat.La franare motorul electric este folosit si ca generator de curent, recuperand energia, aceasta fiind stocata in acumulatori.Avantajul este poluare foarte scazuta. Dezavantajul este reprezentat de costuri mari de productie si intretinere.

               

                Cel mai utilizat este motorul cu ardere interna

 

 

 

 

Motorul cu ardere interna.

 

Prezentare functioanre motor cu combustie interna in 4 timpi, 4 pistoane dispuse in line, 2 supape/piston si axa cu came in chiulasa(actioneaza direct pe supapa).

 

 

 

Detaliu functionare piston

 

 

Tipuri :

 

1.In functie de numarul de timpi :

 

a.motoare in 2 timpi.Ciclul motor se realizeaza in intr-o singura rotire ale arborelui cotit (360 ° ).

 

b.motoare in 4 timpi.Ciclul motor se realizeaza in doua rotiri ale arborelui cotit (720 ° ).

Cei 4 timpi sunt: admisie, compresie, detenta, evacuare.

 

Nu trebuie confundat numarul timpilor de functionare a motorului cu numarul de pistoane al acestuia.Numarul pistoanelor poate varia da la 1 la 6 in mod uzual si poate ajunge chiar la 12 la motoarle foarte puternice sau de competitie.

 Prezentarea celor 4 timpi.

 

2.In functie de spatiul producerii amestecului carburant:

 

a.motoare “aspirate”(doar benzina).Amestecul carburant se formeaza in exteriorul cilindrului. Este cazul motoarelor cu carburator sau injecţie de benzină în galeria de admisie(injectie “monopunct”)

 

b.motoare cu injectie(motorina sau benzina).Amestecul carburant se formeaza in interiorul cilindrului prin pulverizarea carburantului cu ajutorul unui “injector”(injectie multipunct).

 

Motoarele cu injectie pot fi dotate cu o turbina pt.supraalimentare,obtinidu-se astfel o putere marita la aceeasi capacitate cilidrica.Aceste motoare se mai numesc si TURBO

 

 

 

 

 

3. In functie de modul de aprindere al carburantului :

 

a. motoare cu aprindere prin scanteie M.A.S. –  benzina .După admisia şi comprimarea amestecului carburant în cilindrii motorului, în apropierea PMI (punctul mort interior) al pistonului, are loc aprinderea. Aceasta se realizează prin producerea unei scântei între electrozii bujiei, care aprinde amestecul carburant. Arderea are loc într-un interval de timp relativ scurt, în care presiunea şi temperatura gazelor din cilindru cresc repede până la presiunea de 30 - 40 daN/cm³ şi temperatura de 1800 – 2.000 °C. Datorită presiunii gazelor din cilindru, care acţionează asupra pistonului, acesta se deplasează spre PME (punctul mort exterior), şi roteşte prin intermediul sistemului biela-manivela, arborele motor. Această cursă a pistonului, se mai numeşte şi cursă activă sau cursă motoare.

La motoarele MAS dotate cu catalizator trebuie utilizata numai benzina fara plumb

 

b. motoare cu aprindere prin compresie M.A.C.(diesel)-  motorina La sfârşitul compresiei  PMI, motorina este introdusa sub presiune în cilindru, fiind pulverizata cu ajutorul injectorului, aceasta se “autoaprinde”la o presiune de aproximativ 25 bari sau la o temperatura de 800 °C, nefiind necesara prezenta bujiei.

Gazele rezultate în urma arderii apasă asupra pistonului, determinând deplasarea acestuia spre PME, efectuând cursa activă.

 

4. In functie de modul de dispunere am pistoanelor:

 

a.motoare in linie,

b.motoare in”V”,

c.motoare in”W”,

d.motoare in stea- utilizate cu precădere unde este nevoie de un raport putere/greutate mare, de exemplu în aviaţie şi în marina militară (vedete),

e.boxer- motoare cu cilindrii şi pistoanele opuse,

f.motoare înclinate, la care cilindrii au axele situate în acelaşi plan, însă înclinat faţă de planul vertical,
g.rotativ -Wankel, dar există şi alte soluţii, de exemplu cu pistoane în foarfece,

h.radiale-se folosec in mod special in aviatie.

 i. Motoare cu cilindrii în „Δ” Delta, Napier Deltic-motoare folosite la căile ferate şi vapoare

               

 

                Partile componente ale motorului:

 

-parti fixe : blocul motor,chiulasa,baia de ulei,

-parti mobile:pistoane,biele,arbore cotit,volant.

-capacitatea cilindrica(cilindreea)= volumul camerei de ardere a unui cilindru x numarul de cilindri;

- capacitatea cilindrica se masoara in litri sau centimetri cubi,

1 litru = 1 decimetru cub = 1000 centimetri cubi,

Ex.Dacia Logan 1.4 = 1.4 litri sau 1400 centimetri cubi.

-Volumul camerei de ardere=volumul dintre PMI si chiulasa

-Raportul de compresie=raportul dintre volumul total al cilindrului si volumul camerei de ardere,

-simbolurile EURO I,EURO II,EURO III,EURO IV,EURO V sunt standarde de poluare in Uniune Europeana

 

 

            Instalatiile auxiliare ale motorului sunt:

 
1. Instalatia de alimentare;Are rolul de a alimenta cilindri cu carburant si aer intr-un anumit raport.

 

De obicei rapoprtul este de 1:15(o parte de combustibil la 15 parti de aer)

Componenta:

a) la motoarele MAS aspirate : rezervor,conducte,filtru,pompa de benzina,carburator(aici se produce amestecul carburant) si galerie de admisie.

b) la motoarele MAC si MAS cu injectie multipunct : rezervor,conducte,pompa de alimentare,filtre(brut si fin),pompa de injectie,conducte de inalta presiune si injectoare

Aerul care patrunde in motor trebuie sa fie filtrat.Pentru aceasta se foloseste un element filtrant(filtru de aer);

FUMUL NEGRU emis de esapament poate avea urmatoarele cauze:

-infundarea filtrului de aer,

-amestec bogat in carburant,

-reglarea defectuoasa sau defectarea pompei de injectie,

- reglarea defectuoasa sau defectarea injectoarelor

FUMUL ALBASTRU emis de esapament se datoreaza uzurii ansamblului piston-segmenti-cilindru (camasa),  uzura ce permite patrunderea uleiului in camera de ardere:situiatie in care apare  calamina pe suprafata bujiei.

Pompa de injectie are rolul de a trimite motorina cu presiune mare spre injectoare in ordinea de aprindere si de a regla debitul acesteia in functie de necesitati.Surplusul de motorina de la injectoare si pompa de injectie este trimis inapoi in rezervor.

 

Prezentare instalatie alimentare


Injector   

 
      

                                                  

Carburator  


                                                    

 

 

 


2. Mecanismul de distributie;

 

Mecanismul de distributie asigura deschiderea si inchiderea supapelor de admisie si evacuare pentru patrunderea amestecului carburant in pistoane(camerele de ardere) precum si evacuarea gazelor rezultate in arderii.La unele tipuri de motoare,distributia asigura si repartizarea scanteii la bujii in functie de timpul la care se afla fiecare piston.

Practic acest mecanism asigura sincronizarea intre arborele cotit si axa cu came.

Raportul de transmisie intre arborele cotit si axa cu came este de 2:1(la doua rotatii a arborelui cotit axa cu came face o singura rotatie).

Tipuri de mecanisme de distributie:

a.cu pinioane;este folosita pt.transmiterea eforturilor mari.Sunt zgomotoase si consuma multa putere.

b.cu lant; este folosita pt.transmiterea eforturilor medii.sunt zgomotoase.

c.cu curea de distributie; este folosita pt.transmiterea eforturilor mici,silentioase,consuma putina putere.

*schimbati chitul de distributie atunci cand a prescris producatorul,in caz contrar pagubele pot fi foarte mari si pot duce la distrugerea completa a motorului.

 

Prezentare mecanism distributie cu pinioane             

 


3.Iinstalatia de aprindere;

 

Instalatia de aprindere este prezenta doar la motoarele MAS;la motoarele MAC nu este necesara datorita faptului ca motorina se autoaprinde.

Rolul instalatiei de aprindere are rolul de a trnsforma curentul de joasa tensiune(12V)in curent de inalta tensiune

(20.000.V) necesar producerii scanteiei pt.aprinderea amestecului carburant.

Instalatia de aprindere este formata din:

a.circuitul de joasa tensiune:acumulator(baterie),contact,infasurarea primara a bobinei,ruptor(platine),

b.circuitul de inalta tensiune:infasurarea secundara a bobinei,distribuitor(lulea),capac distribuitor(“delco”), fise bujii,bujii.

La autovehiculele moderne instalatia de aprindere este complet electronica si este comandata de calculator.

Astfel se obtine o precizie mare la aprindere, deci un consum scazut de combustibil,implicit poluare redusa.

 

Prezentare instalatie aprindere 

Prezentare ruptor-distribuitor(“delco”)              

Prezentare bobina                                               

Prezentare bujie                                                  

 

 

 


4.Instalatia de racire;

Are rolul de a mentine o temperatura optima de functionare a motorului(80-95 °C)

 

Prezentare instalatie de racire

 

Tipuri de sisteme de racire:

a.cu aer; este folosit de regula la motoarele in 2 timpi(motociclete),

b.cu lichid; este folosit de regula la motoarele in 4 timpi.

Cel mai uzual este sistemul de racire cu lichid ;acesta are urmatoarele componente:

-radiator

-pompa de lichid

-termostat

-vas de expansiune

-ventilator(elecro ventilator),

-furtune exterioare

-conducte in motor

-calorifer pt.incalzire habitaclu,

 Lichidul folosit este compus din antigel si apa distilata in prportie de 1:1(50%antigel 50%apa),acesta rezistind pana la o temperatura de aproximativ -35 °C

Teremostatul are rolul de mentine o temperatura optima a motorului inchizand sau deschizand circuitul spre radiator.Circulatia cu termostatul defect(lichid racire<60 °C)creste consumul de combustibil cu 30-90%.

 

Termostat

Pompa de lichid(apa)

 

Defectiuni principale:

a.motorul se supraincalzeste:   - blocarea termostatului in pozitia inchis

                                                -slabirea sau ruperea curelei de ventilator

                                                -pierderi de lichid datorita unor fisuri in motor,furtune sau slabirea colierelor.

b.motorul se incalzeste greu:   - blocarea termostatului in pozitia deschis

Ambele situatii duc la o uzura prematura a motorului si la un consum marit de combustibil.

 

 

 

5.Instalatia de ungere:

Are rolul de a lubrifia si raci piesle si lagarele aflate in miscare pt.micsorarea uzurii si marirea duratei de viata.

 

Prezentare instalatie de ungere

Prezentare pompa de ungere 

 

Parti componente:

-pompa de ulei cu sorb

-filtru de ulei

-baie de ulei(carter inferior)

-conducte in motor,

-racitor de ulei(la unele tipuri de motoare)

 

Vascozitatea si punctul de congelare reprezinta calitatile unui ulei de motor.

Controlul uleiului din baie se face cu ajutorul unei tije metalice numite joja, introdusa in blocul motor.
Schimbarea uleiului si a elementului filtrant se face conform periodicitatii stabilite de constructor.

 

Defctiuni care au drept consecinta scaderea presiunii de ulei:

-absenta sau nivelul scazut al uleiului in baia de ulei,

-infundarea sorbului pompei de ulei,

-defectarea pompei de ulei,

-infundarea sau fisurarea filtrului de ulei,

-infundarea conductelor din motor,

-patrunderea de apa sau carburant in baia de ulei;aceast fapt duce la scaderea vascozitaii uleiului.

 

*Indicativul uleiului pt motor.De ex: 10W-40. Asta înseamna ca uleiul respectiv are gradul de iarna 10W, corespunzator a 97,2 centistokes (cSt) la 40°C (standard de temperatura pentru testari) si care înca mai curge la -25°C si poate fi pompat de motor la -30°C. Practic, la o temperatura mai joasa de -30°C uleiul are aspectul si consistenta unei bucati de unt!
Motorul nu va porni, sau, în cazul fericit ca da, se va gripa!
În continuare: gradul 40 pentru temperatura de lucru (100°C) înseamna o vâscozitate de 14,1 cSt.
Observati cum scade vâscozitatea, invers proportional cu cresterea temperaturii. Acest tip de ulei se va transforma în gudron si se va autoaprinde la temperatura de 220°C.
Un sfat: În sezonul rece, motorul trebuie ajutat cu un ulei mai subtire (un grad de iarna mai mic), tinând cont ca acesta va fi mai fluid si se va pompa mai repede în motor, scazând cu mult perioada de timp în care motorul functioneaza "uscat" în clipele ulterioare pornirii.
De ex: 0W este pompabil pâna la -54°C; 5W pâna la -45°C; 10W pâna la -30°C; 15W pâna la -20°C; 20W pâna la -15°C.

 


6.Sistemul de pornire; Are rolul de a porni motorul(initierea cicluli motor)

Componenta sistemului de pornire este:

-Acumulator de curent(baterie),

-cotact cu cheie,

-electromotor,

-cabluri electrice.

Sistemul de pornire

 

Defectiuni :

-descarcarea acumulatorului,

-contact defect,

-elemotror defect,

-cabluri intreupte.

 

Rolul acumulatorului(bateriei)este de a alimenta consumatorii cu energie.

Bateria de acumulatori este descarcata daca,la aprinderea farurilor,intensitatea luminoasa a acestota scade progresiv,iar cand este actionat clacxonul,acesta emite sunet slab si intrerupt.

Aprinderea luminii “martor”de la bord ,care semnalizeaza functionarea generatorului de curent,poate indica ruperea curelei de antrenare a pompei de apa,a ventilatorului si a alternatorului.

Fenomenul de continuare a functionarii motorului dupa intreruperea contactului se numeste autoaprindere electrica.