Edoc.pub Proiect Ccmai Motor Cu Ardere Interna [603368]

Licență

Edoc.pub Proiect Ccmai Motor Cu Ardere Interna [603368]

Byadmin ianuarie 1, 2024

TEMA DE PROIECT:TEMA DE PROIECT:
Să se construiasca un motor cu ardere internă care are u rmatoarele caracteristici: Să se construiasca un motor cu ardere internă care are u rmatoarele caracteristici:
Motor cu aprindere prin comprimare (Motor cu aprindere prin comprimare ( MACMAC ); );
Puterea efectivăPuterea efectivă 42 [KW42 [KW ]; ];
Alezaj, Cursa :Alezaj, Cursa : 84,5 84,5 / / 88,9 88,9 [mm][mm]
Turatia la putere maximăTuratia la putere maximă n np p=3100 [rot/min]=3100 [rot/min]
Numărul de cilindri Numărul de cilindri i=4i=4
Capitolul 1.Notiuni IntroductiveCapitolul 1.Notiuni Introductive
1.1.Notiuni Introductive1.1.Notiuni Introductive
În În cecei i pepest ste e o o susuta ta de de anani i de de exexis iste tent nta, a, auauto tomomobi bilu lul l s- s-a a dedezvzvol olta tat t si si
perperfecfectiotionat nat concontintinuu uu farafara, , însînsa, a, sa sa se se proproduca duca tratransfnsformormari ari funfundamdamententale ale aleale
solutiilor tehnice utilizate înca din primele decenii ale ap ar solutiilor tehnice utilizate înca din primele decenii ale ap aritiei sale.itiei sale.
ResRestritrictictiile extrile extr em de em de sevsevere ere si si celcele e pe cale pe cale de a de a fi fi adoadoptaptate îte în n priprimulmul
decdecenieniu u al al priprimulmului ui mimilenleniu, iu, refreferieritoatoare re la la proprotecttectia ia medmediuliului ui si si conconserservarvareaea
re resusurserselo lor r mimineneralrale, e, pe pe de de o o parparte te, , si si re reduducecere rea a cocost stur uril ilor or si si cr cret eter ereaea
performantelor si a placerii de a conduce, pe de alta parte, conduc la transformari performantelor si a placerii de a conduce, pe de alta parte, conduc la transformari
esentiale ale automesentiale ale autom obilului atât în obilului atât în conceptia subansamblurilor cât conceptia subansamblurilor cât si, mai ales, îsi, mai ales, î n n
strstrateategia gia de de concontrotrol l si si conconducducere ere ale acestoale acesto ra. ra. Este mai Este mai actactual ual ca ca nicniciodiodataata
dictonul potrivit caruiadictonul potrivit caruia
,,pentru a imita mersul omul a inventat roata, care nu ,,pentru a imita mersul omul a inventat roata, care nu seamana deloc cu piciorul”.seamana deloc cu piciorul”.
În În priprimi mi ani ai ani ai nounoului milelui mile niu niu si-si-a a facfacut ut apaaparitritia ia pe pe piapiata ta autautomoomobilbilul ul cucu
sistemul electronic de control care contine 20 de microproceso are. Este iminenta sistemul electronic de control care contine 20 de microproceso are. Este iminenta
1 1

lanlansarsarea ea autautomoomobilbiluluului i cu cu sissistem tem eleelectrctronionic c de de comcomandanda asi control cu 30 desi control cu 30 de
micmicroproprocrocesoesoareare. . Din Din punpunct ct de de vevederdere e al al comcompleplexitxitatiatii, i, sissistemtemul ul de de concontrotrol l al al
acestor automobile este acestor automobile este mai complicat ca al avionului comercial ,,Airbus Amai complicat ca al avionului comercial ,,Airbus A
310”.310”.
Se constata, de Se constata, de asemeaseme nea, ca nea, ca visul inginvisul ingin eriloerilor r de unificare a de unificare a princprinc ipiilipiilor or dede
functionare a motoarelor cu ardere interna, cu apri ndere prin scânteie si diesel, functionare a motoarelor cu ardere interna, cu apri ndere prin scânteie si diesel,
este mai aproape ca niciodata. Se apreciaza ca principiul autoaprinderii controlate este mai aproape ca niciodata. Se apreciaza ca principiul autoaprinderii controlate
a a ameamestestecurcuriloilor r omoomogengene e (pe (pe benbenzinzina a sau sau diedieselsel) ) conconstistituituie e priprincincipalpala a solsolutiutie e
tehnica pentru urmatorii 60-80 de ani.tehnica pentru urmatorii 60-80 de ani.
In prezent cea mai larga utilizare pentru propulsia autovehiculelor o are In prezent cea mai larga utilizare pentru propulsia autovehiculelor o are
energia termica obtinuta prin arderea hidrocarburil or, iar pentru transformarea energia termica obtinuta prin arderea hidrocarburil or, iar pentru transformarea
energiei termice in lucru mecanic, cele mai utiliza te sunt motoarele cu ardere energiei termice in lucru mecanic, cele mai utiliza te sunt motoarele cu ardere
interna cu piston deoarece acestea au atins cel mai inalt gra d de perfectionare si interna cu piston deoarece acestea au atins cel mai inalt gra d de perfectionare si
eficientaeficienta
Motorul cu ardere interna cu piston este un motor termic l a care produsele Motorul cu ardere interna cu piston este un motor termic l a care produsele
ardarder erii ii in intr tra a in in cocompmpozozit itia ia in intr tra a in in cocompmpozozit itia ia fl flui uidudulu lui i momoto tor, r, ia iar r evevol olut utii iile le
acestuia se realizeaza prin intermediul unui piston a carui miscare alternativa in acestuia se realizeaza prin intermediul unui piston a carui miscare alternativa in
interiorul unui cilindru se transforma in miscare d e rotatie printr-un mechanism interiorul unui cilindru se transforma in miscare d e rotatie printr-un mechanism
biela-manivelabiela-manivela
1.2 Principiul de functionare al M.A.I1.2 Principiul de functionare al M.A.I
Inducere:Inducere:
Forma diagramei indicate:Forma diagramei indicate:
− −S S V V volumul dislocat de piston în timpul unei curse.volumul dislocat de piston în timpul unei curse.
− −a aV V volumul camereivolumul camerei
2 2

− −c c V V volumul totalvolumul total
a-începutul admisieia-începutul admisiei
s-scînteias-scînteia
i-injecția (întârzierea aprinderi)i-injecția (întârzierea aprinderi)
d-faza arderi rapided-faza arderi rapide
e-faza arderii izobare (se atinge temperatura maximă)e-faza arderii izobare (se atinge temperatura maximă)
f-faza arderii izoterme (temperatura rămâne constantă)f-faza arderii izoterme (temperatura rămâne constantă)
Obiectivele calculului termicObiectivele calculului termic : :
Determinarea mărimilor de stare (P,V și T) ale fDeterminarea mărimilor de stare (P,V și T) ale f luidului de lucru luidului de lucru în punctele caracteristice aleîn punctele caracteristice ale
ciclului motor :ciclului motor :
Punctul de sfPunctul de sf îrsit îrsit al procesului de al procesului de admisieadmisie
Începutul procesului de ardereÎnceputul procesului de ardere
Presiunea maximă pe cicluPresiunea maximă pe ciclu
Presiunea la Presiunea la sfîrșitul sfîrșitul precesului de precesului de destinderedestindere
Presiunea de evacuarePresiunea de evacuare
Calculul Calculul proceselor de proceselor de scimbare a scimbare a gazelor (admisie și gazelor (admisie și evacuareevacuare ) )
3 3

Calculul termic pornește din momentul în care pistonul se află în PMI la începutul procesului de
ardere punctul (a).
Parametri de stare în punctul a sunt:
Temperatura de evacuare Pr ;
Temperatura gazelor reziduale Tr ;
Volumul minim al camerei de ardere Vc ;
Xs – avans la declanșarea scîntei
Xinj – avans la declanșarea injecției
Xev – avans la declanșarea evacuări
4

Cap. 2 Calculul termic
2.1 Calculul procesului de schimbare a gazelor pentru motor cu admisie normala
Parametri inițiali pentru calculul termic:
Ceilalți parametri se aleg pe baza datelor statistice:
Temperatura gazelor reziduale Tr;
Coeficientul de exces de aer λ ;
Raportul de comprimare ε
MAS MAC
λ 0,85….1,1 1,3…1,6
Tr [ K O] 900…1100 800…1000
ε 8….10.5 18…22
t ∆ 15….40 10….25
Pr [MPa] 0.105…0.125 0.105…0.125
Pa [MPa] 0.07…0.09 0.085…0.093
P ν 1.05…1.2 1.05…1.2
Se allege:
T0 – presiunea aerului in conditii normale de stare
To =288…293oK;
Se adopta To =288oK;
Po– presiunea aerului in conditii normalede stare
Po=0,1 [MPa]=1 [bar];-
Ө-gradul de incalzire al fluidului de la peretii calzi ai traseului de a dmisiune
5

Ө=1,06…1,15 conform [Tabel 2.5, pag 98]
Se adopta Ө=1,06
k a- exponent adiabatic la aerului
k a=1,4 ;
ε – raportul de comprimare
ε =18;
R a– constanta specifica a aerului
R a= 287kgK J
ρfp– coeficientul de exces de aer
ρfp=
00
T R P
a∗
ρfp=1,21 ;
afp- viteza de propagare a sunetului in fluidul proaspat, in 
sm;
afp= 0T Rk a a ∗∗
afp= 288 287 4,1 ∗ ∗
afp= 340,17 sm
Te= 1000 [ K O];
Pe= 0,12
t ∆=20 [ K O ];
λ =1,4;
ζ – coeficientul global al rezistentei gazodinamice a traseului de admisie
ζ = 6
D/d a= 2,6
αa= 2300RA
W p– viteza medie a pistonului, in 
sm;
W p=30nS ∗= 9,1 
sm; (2.1.)
μsa– coeficientul de debit al sectiuni oferite de supapa de admisie ;
μsa= (0,4…0,65)
6

μsa= 0,6
SL – sectiunea litrica a orificiului controlat de supapa de admisie , in 
l m2
;
SL = (5…15)*10-4
l m2
;
SL = 7*10-4
l m2
;
Calculul gradului de umplere η v
Pentru determinarea gradului de umplere η v, se porneste de la ecuatia implicita
( ) ( )
( )=
 
 

  ∗ ∗∆∗ ∗ ∗ − ∗ ∗ −+ − ∗ − ∗ ∗ ∗ ∗
−22
26
00
1801 105,011
p v
a a fp ae m a v
W
d  D p p K p
η α  ρ ξ ϕ ε θ η
= ( ) [ ] ( )1
2 2 22
6 11 101811 1−
−




∗ ∆∗ ∗ ∗− ∗ ∗ − − ∗ +aa
K  K
a sav
  fpa aSL an K K
α µ η ε (2.2)
ηv= 0,85
Calculul presiunii fluidului proaspat din cilindru la sfarsitul cursei de admisie, p a[MPa]
pa=( ) ( )
( )1 1110
− ++ − −∗ ∗∗∗
ε ϕ ε θ η
ae m a v
K  p K p(2.3)
pa=)118(4,1112,01,0)15,01)(118(85,04,106,1
−∗++∗ −−∗∗∗
pa= 0,078 [MPa]
Se recomanda p a= 0,07…0,09 [MPa]
Calculul coefi cientului gazel or reziduale, γr ;
γr =
v ee
T  P T  p
η ε ⋅ ⋅⋅⋅−00
11; (2.4)
γr =85,0 10001,0288 12,0
1181
⋅⋅⋅⋅−
7

γ γr r = 0,021= 0,021
2.2 Calculul 2.2 Calculul procesului procesului de de comprimare .comprimare .
 Presiunea Presiunea fluidului de lucru la sffluidului de lucru la sf îrsitul cursei de comprimare (p.m.i) in cazul ciclîrsitul cursei de comprimare (p.m.i) in cazul cicl uluiului
fara ardere:fara ardere:
]] [[ 7755. .33[[ 7755. .33 1188** 007788. .0011883344. .1144. .11 . . . .. . . . 3333. .11eexxpp]] [[ 007788. .00. .22. .22(( ]] [[ **
3 34 4, ,1 1
MMPPaa      p     pMMPPaa      p     pmmccppeennt trruu mmccaal l i it troroppi icc oonnenent tuul lppool l mmccMMPPaa      p     pMMPPaa      p     p      p     p
c cc ca an nc c
a a c c============−−====ε ε ε ε
p pc c=3…5,5 =3…5,5 MPa MPa pentru pentru M.A.C M.A.C cu cu admisia admisia normalanormala
nc-exponent politropic al procesului de comprimarenc-exponent politropic al procesului de comprimare
 Temperatura la sfîrșitul procesului de comprimare:Temperatura la sfîrșitul procesului de comprimare:
] ][ [887733] ][ [887733 1188**332277) )22. .22. .22( ( ] ][ [ **
1 13 34 4. .1 11 1
K   K   TTcck k TTcc K   K   TTaa TTcc
o oo oo o n nc c
==== ====−−−−
ε     ε
Tc=700…950 [Tc=700…950 [ K K O O] ] pentru pentru M.A.C M.A.C cu cu admisia admisia normalanormala
 Presiunea din Presiunea din cilindru corespunzatoare punctulcilindru corespunzatoare punctul ui ui d, pd, p d d[MPa][MPa]
α αd d- unghiul de deschidere a curbei de presiune, in [- unghiul de deschidere a curbei de presiune, in [0 0RA]RA]
α αd d= 345…360 [= 345…360 [0 0RA]RA]
Se adopta αSe adopta α d d= 348 [= 348 [0 0RA] ;RA] ;
a = 0,896*10a = 0,896*10-4 -4
P Pd d= =[ [ ] ]nc nc
d d c c
a a p p
2 2) )36 360 0 ( () )1 1( ( 1 1 − − ⋅ ⋅− −⋅ ⋅+ +⋅ ⋅
α α ε ε ε ε
(2.2.3)(2.2.3)
P Pd d= =[ [ ] ]nc nc2 2 4 4) )36 360 0 34 348 8( () )1 118 18( ( 10 10 89 896 6, ,0 01 118 1807 078 8, ,0 0
− − ⋅ ⋅− −⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + +⋅ ⋅
− −
P Pd d= 2,876 [MPa]= 2,876 [MPa]
 Temperatura din Temperatura din cilindru corespunzatoare cilindru corespunzatoare punctului d, punctului d, T Td d[K][K]
8 8

T Td d= =[ [ ] ]1 12 2) )360360 ( () )1 1( ( 1 1− −
− − ⋅ ⋅− −⋅ ⋅+ +⋅ ⋅
nc nc
d d a a
a a p p
α α ε ε ε ε
; ; ( (2 2. .2 2. .4 4) )
T Td d= 816 [K]= 816 [K]
P Pz z= 7 [MPa]= 7 [MPa]
 Presiunea in p.m.i, pPresiunea in p.m.i, p c c[MPa][MPa]
v v P  P – presiunea care creste liniar cu o viteza de crestere a pr esiunii constanta intre punctele d-c, – presiunea care creste liniar cu o viteza de crestere a pr esiunii constanta intre punctele d-c,
respectiv d-zrespectiv d-z    
   
R RA AM MPaPa
0 0
d d z z d d z z
v v P P  P P  P P
α α α α − −− −= =   
   
RA RAM MP Pa a
0 0 (2.2.4)(2.2.4)
      = =− −− −= =
R RA AM MP Pa a P P  P P
v vv v
0 024 24, ,0 034 348 8 36 365 58 87 7, ,2 27 7
P Pc c= P= P d d+ + v v P  P (360 – α(360 – α d d) ) [ [M MP Pa a] ] ( (2 2. .2 2. .5 5) )
Pc= 2,87 +0,24 (360 – 348)Pc= 2,87 +0,24 (360 – 348)
P Pc c= 5,75 [MPa]= 5,75 [MPa]
P Pz z= P= P c c+ + v v P  P (α (αz z-360)-360)
P Pz z= 5,75 +0,24 (365 – 360)= 5,75 +0,24 (365 – 360)
P Pz z= 6,95= 6,95
 Rapoarte volumice δRapoarte volumice δ d, d,δ δz z
δ δd d= =V Vc cV Vz z
δ δd d2 2) )3 36 60 0 )( )(1 1( (1 1 − − − −+ += =d d a a α α ε ε (2.2.6)(2.2.6)
δ δd d= =2 2) )3 36 60 0 3 36 65 5) )( (1 11 18 8( (8 89 96 6, ,0 01 1 − − − − + +
δ δd d=1,038=1,038
sausau
δ δz z= =V Vc cV Vd d
δ δz z2 2) )36 360 0 )( )(1 1( (1 1 − − − − + += =z z a a α α ε ε
δ δz z= =2 2) )3 36 60 0 3 34 48 8) )( (1 11 18 8( (8 89 96 6, ,0 01 1 − − − − + +
δ δz z=1,2193=1,2193
9 9

 Exponentii primei faze a procesului de ardere mExponentii primei faze a procesului de ardere m d-c d-c, m, m c-y c-y
m md-c d-c= =
z z d d c c
P P P P
α α lg lglg lg(2.2.7)(2.2.7)
m md-c d-c= =
2 1 9 32 1 9 3, ,1 1l lg g8 87 7, ,2 27 75 5, ,5 5l lg g
m md-c d-c= 3, 5046= 3, 5046
m md-c d-c= 3,5046= 3,5046
m mc-z c-z= =
y yc c y y
P P P P
α α l lg gl lg g
m mc-z c-z= =
0 3 8 10 3 8 1, ,1 1l lg g7 75 5, ,5 59 95 5, ,6 6l lg g
m mc-z c-z= -5, 069= -5, 069
 Temperatura fluidului in p.m.i, Tc [K]Temperatura fluidului in p.m.i, Tc [K]
Tc=Tc=1 1− − − − ⋅ ⋅c c d d m m
d d d d T T δ δ (2.2.8)(2.2.8)
Tc=1341 K Tc=1341 K
Tc = 1341 K Tc = 1341 K
2.3.Calculul procesului de ardere:2.3.Calculul procesului de ardere:
Se bazeaza Se bazeaza pe urmatoarele pe urmatoarele ipoteze :ipoteze :
– in timpul procesului de ardere au loc variatii ale componentelo r chimice ale fluidului motor ; – in timpul procesului de ardere au loc variatii ale componentelo r chimice ale fluidului motor ;
– caldura specifica la volum constant ale fluidului motor variaza in functie de temperatura acestuia ; – caldura specifica la volum constant ale fluidului motor variaza in functie de temperatura acestuia ;
– au loc pierderi de caldura prin peretii cilindrului ;- au loc pierderi de caldura prin peretii cilindrului ;
Calculul procesului de ardere se face pentru 1 Kg de comb ustibil. Calculul procesului de ardere se face pentru 1 Kg de comb ustibil.
Cantitatea minimă de Cantitatea minimă de aer necesară pentru aer necesară pentru arderea unui kg de combustibilarderea unui kg de combustibil : :
      − −+ + = =
3 32 2 4 4 1 12 2 2 21 1. .0 01 1
m min ino oh hc c L L (2.3.1)(2.3.1)
Pentru MAC:Pentru MAC:
c=0,857 kg;c=0,857 kg;
h=0.133 kg ;h=0.133 kg ;
10 10

o=0.01 kg ;
c,o,h-cantitatea de carbon ,hidrgen și oxigen dintr-un kg de combustibil;
− + =
3201.0
4133.0
12875.0
21.01
min L
496.0min= L
Cantitatea de fluid proaspăt ce pătrunde in cilindru pentru un k g de combustibil:
min* L  fp λ ν = (2.3.2)
4.1= λ
496.0min= L
496.0*4.1=  fp ν
6957.0=  fp ν
Cazul II λ 1≥arderea complet teoretică :
 Numărul de kmoli de monoxid de carbon din gazele de ardere,2CO ν [Kmol]
carbonCOM C =
2ν [Kmol] (2.3.3)
12857.0
2=C Oν
] [ 0 7 1 4.0
2 K mC O= ν
 Numărul de kilomoli de H 2O:
[
2133.0[
222
==
O H  H O H Kmol
M h
ν ν
] [0 6 6.0
2 K m oO H = ν
 Numărul de kilomoli de O 2:
] [m in *)1(*2 1.0
2 K m LO − = λ ν (2.3.4)
4 9 6.0*)14.1(*2 1.0
2− =Oν
] [ 0 5 8 2.0
2 K mO= ν
11

 Numărul de kilomoli de N 2:
] [m in *)(*7 9.0
2 K m L N λ ν =
4 9 6.0*4.1*7 9.0
2= N ν
] [ 5 4 9 6.0
2 K m o N = ν
 Numărul de [kmoli] de substanta rezultati din arderea unui [K g] de combustibil a r d e r e ν
5496.0 0584.0 0665.0 0714.02 2 2 2
+ + + =+ + + =
ardere N O O H CO ardere
ν ν ν ν ν ν
] [ 7 4 5 9.0 K m oa r d e r e = ν
Coeficientul de variație molar c µ este raportul chimic dintre numărul de kilomoli de
fluid proaspăt si numărul de kilomoli de gaze rezultate în urma arderi.
  fpar
cν ν  µ = (2.3.5)
6957.07459.0=c µ
0722.1=c µ
Coeficientul chimic al variație molare totale t µ :
r r c
t γ  γ   µ
µ
++
=
1(2.3.6)
021.01021.0 0722.1
++=t µ
0707.1=t µ
Temperatura fluidului la sfarsitul primei etape a arderii, T y[K]
t  y
c y v
c y P  P
T T
µ δ α ⋅−⋅+⋅= ))360 (
1( [K] (2.3.7)
0707,10381,1)
75,5)360 365(24,01( 1341 ⋅−⋅+⋅ = yT
Ty= 1572 [K]
12

Caldura specifica a amestecului initial, =  fpvc [kj/kmol*K]
=  fpvc 19,67+2,51* T c*1 03−(2.3.8)
=  fpvc 19,67+2,51* 9 2 7*1 03−
=  fpvc 21,996 ] /[ K k m o l k g o
Puterea calorică inferioară pentru motorină:
Qi=41.850 ] / [ c ok g k J
Pentru Qi Qin= ⇒≥1 λ
Qin–căldura specifică in arderea incompletă.
Qdis-căldura disponibilă.
−uξ coeficient de utilizare a călduri.
Qdis= 41850*88.0 *=i uQ ξ
Qdis=36828 ] / [ c ok g k J
Pentru 1≥ λ avem:
Caldura specifica medie la volum constant gaV C [ kj/kmol*K]
] * * * * [*1
2 2 2 2 2 2 2 2 TZ  N TZ OTZ O H TZ CO gaV  N V OV O H V CO
ar V C C C C C ν ν ν ν
ν + + + = (2.3.9)
Z Z Z  Z Z V
T T T T T C
ga
3 3 33 3
10*125.2 323.23 )] 10*67.134.21(* 5496.0)* 10*67.102.23(* 0584.0)* 10*02.585.23(* 0665.0) 10*35.35.38(* 0714.0[*
776.01
− − −− −
+ = + + + ++ + + + =
gaV C =Z T 310*125.2 323.23−+
tz vga T C
tz ∗ ∗ + =−310 125,2 323,23
1572 10 125,2 323,233∗ ∗ + =−
tz vgaC
tz vgaC =26,663 [Kj/Kg*K]
tz vga T C
td ∗ ∗ + =−310 125,2 323,23
13

816 10 125,2 323,233∗ ∗ + =−
td vgaC
tz vga C =21,718 [Kj/Kg*K]
Caldura degajata in prima faza a arderii, Q dt




−−⋅ +−−⋅ − − − − + =
cyc z
t
dcd c
d vga z vga t ar dz mT T
mT T T T C T T C Q
Td tz 1) (314,8
1) (314,8) ( ) (0 0 µ µ ν (2.3.10)
Kg KjQdz
/ 16894]
)069,5(1)1341 1572(0707,1 314,81 5046,3)816 1341(314,8)288 816( 718,21)288 1572( 663,26 0707,1[ 7459,0
=−−−⋅ ++−−⋅ − − ⋅ − − ⋅ + ⋅ =
dz Q=16894 Kj/Kg
Caldura utila degajata prin arderea in conditii reale a unui kg d e combustibil Q m,[Kj/Kg]
QM=ξv* Q i[Kj/Kg] (2.3.11)
ξv=0,86…0,9
Se adopta ξ v= 0,88
QM= 0,88 * 4185O
QM= 36828
Fractiune din caldura utila care se degaja in prima faza a ar derii, ξ v
ξv=
M dy
QQ=3682816894=0,34
Caldura specifica medie la presiune constanta a gazelor de a rdere pe intervalul de
temperatura T 0-Tz
) ( )'() 1(
' To Tz C To Tz C Q
pgatz pgatz
gau v p− − − =−
ν ξ ξ (2.3.12)
)288 1572(97,34)288'( 10 125,2 637,31
7605,036828)34,01(7,03− ⋅ − − − ⋅ + =⋅ −⋅ −Tz C pgatz
3 2 310*3. 80340 31600 *10*717.2 − +−
Z Z T T
*717.20 80340300 316002= − +Z Z T T
1871698380) 80340300(*717.2*4 31600 42 2= − − = − =∆ ac b
[ ] K
ab x0
2.1 2 1 4 6
717.2*21 8 7 1 6 9 8 3 8 0 3 1 6 0 0
2=+ −=∆±−=
14

K T  Z 02146=
Tz Tz
Vz Vz
z  z ' '
' ==− δ
' z z − δ   =15722146=1,365
z z  z z VcVz δ δ δ ⋅ ==−' ''
416,1038,1 365,1
''
=⋅ =
z  z
δ δ
''314,8) 1)( 1(
exp
' z gav p v
t  z T Q
Vz Vt
⋅⋅⋅− −==−ν ξ ξ δ (2.3.13)
711,12145 7605,0 314,836828)7,01)(34,01(exp
''
=⋅ ⋅⋅− −=
−−
t  z t  z
δ δ
509,2711,1365,1038,1' '
=⋅ ⋅ =⋅⋅==− −
t t t  z z  z z t VcVt
δ δ δ δ δ δ
Unghiulde manivela corespunzator sf arsitului fazei de ardere izobara, αz’, [0RA]
)1(1360'
'−−+ =
ε δ α
a z
z [0RA] (2.3.14)
] [5,376)118( 10 8961 416,1360
0
'4 '
RA z  z
=−⋅⋅−+ =−
α α
Unghiul de manivela corespunzator s farsitului fazei de ardere izoterma, α t[0RA]
]
] [5,391)118(10 8961 509,2360RA[
)1(1360
0
'4 '0 '
'
RAa
z  z t
t
=− ⋅−+ =−−+ =
−
α α ε δ α
αz’-αz= 5…20 [0RA]
αt= 380…400 [0RA]
αz’-αz=376,5-365=11,5 [0RA]
Tz’ = Tt
Tt = 2146 [0RA]
15

Presiunea corespinzatoare punctului z, P z[MPa]
Pz’= Pz , deoarece portiunea zz’ arderea este izobara
Pz = 6,95[MPa]
Presiunea la sfarsitul procesului de ardere (punctul t), Pt [M Pa]
1'
'−=
z  Pz  Pt δ [MPa] (2.3.15)
] [06,4711,195,6
M Pa P t  P t
==
2.4 Calculul procesului de destindere
Destinderea este procedeul in care fluidul motor cedeaza ene rgie pistonului. Calculul se face in
ipoteza ca procesul este o transformare termodinami ca politropica cu un exponent politropic m d
constant.
md – exponent politropic al procesului de destindere
md= 1,2…1,3
md= 1,3
Presiunea din cili dru corespunzatoare punctului b, P b[MPa]
] [MPa Pt  P d m
t
b      ⋅ =
ε δ (2.4.1)
] [313,018509,206,43,1
MPa P  P
bb
=     ⋅ =
Temperatura din cilindru corespunzatoare punctului b, Tb [K]
][1
K Tt Tbd m
t −
     ⋅ =
ε δ (2.4.2)
][ 118818509,2214613,1
K TbTb
=     ⋅ =−
16

2.5 Determinarea dimensiunilor fundamentale ale mot orului si calculul indicilor
de performanta
ηdi– coeficientul de rotunjire a diagramei indicate
ηdi= 0,94…0,98
Se adopta :
ηdi= 0,95
Presiunea medie indicata pentru motor cu admisie normala , P i[MPa]
( )
( ) ( )( )
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )( )
( ) ( )


⋅− ⋅−−⋅ ⋅+⋅− ⋅−


−      ⋅⋅ ⋅
− − +⋅ ⋅− ⋅−


     −⋅⋅ ⋅⋅
++ ⋅⋅−⋅ ⋅⋅+⋅−− ⋅ ⋅⋅+⋅− ⋅−− ⋅⋅ ⋅⋅⋅ =
−−−
−−−−
−−
mc
d c d m
d m
m
d cm
d
d mc
mc
d t z d m
t
t mc z t
mc
d  z mc
mc
d  z z mc
mc
d z cm
z z mc
di i
m P
m P
Pe Pa
m P  P P
m P  P
c d c
cc d  z c
δ ε δ ε
δ ε ε δ δ ε
δ δ ε ε δ δ ε π δ δ
δ ε δ ε π
δ ε δ δ ε π
δ ε δ δ ε π η
1 11
1 11
1 11ln
1 1 1 11
1
01
0
'1
0'' 0 ' 01
0
(2.5.1)
( )
( ) ( )( )
( )
( ) ( ) ( )
( ) ( )( )
( ) ( )


⋅− ⋅−−⋅ ⋅+⋅− ⋅−


−      ⋅ ⋅ ⋅
−− − +⋅ ⋅−⋅−


     −⋅ ⋅ ⋅⋅
+ ⋅⋅−⋅ ⋅⋅++⋅−− ⋅ ⋅⋅+⋅− −⋅−− ⋅ ⋅ ⋅⋅⋅ =
−−−− −
34,113,1 34,1
34,1134,1
34,134,113,1
34,1
34,134,134,134,1
34,1169,0,5 34,1
219,11 504,3118219,11 181,0
219,1134,11181
18219,1219,1 181,012,01,0
219,1711,113,111818509,21 509,2 181,014,3
416,1509,2ln
038,1118416,1 181,014,3219,1118038,1 416,1 181,014,3
219,11 069,5 1181 038,1 038.1 181,014,395,0i P
Pi=0,905 [MPa]
Presiunea m edie efect ivă Pe, [MPa]
] [ * M P p P ein d mη =
17

9.0….78.0=m η pentru MAC
905.09.0 ⋅ =e p
] [8 1 4,0 M P P e=
Cilindreia unitară a motorului
] [
****303dm
ni p P V
ee
S τ = (2.5.2)
e P -puterea maximă.
e P =42 [KW].
τ -numărul de timpi ai motorului.
τ =4.
−e p persiunea medie efectivă
] [8 1 4.0 M P pe= .
i-numărul de cilindri ai motorului.
i=4
n-turația motorului.
n=3100 [rot/min].
3 1 0 0*4*814,04*42*30=S V
][4 9 9.03d m V S =
] [* *
43 2dm S D V S π = (2.5.3)
Volumul minim și maxim al camerei de ardere:
Vc-volumul minim al camerei de ardere .
] [
13dmV V S
C −=
ε (2.5.4)
18

] [ 029.0118499.0
3dm V V
C C
=−=
Va- volumul maxim al camerei de ardere .
][3d mV V V S c a + = (2.5.5)
][4 9 9.0 0 2 9.03d m V a + =
][5 2 7.03d m V a=
Cilindreeia totală:
][*3d mV iV S t = (2.5.6)
4 9 9.0*4=t V
][9 9 6,13d m V t =
Randamentul indicat al motorului, i η
00
*** *
*314.8
i v o fp ind
iQ pTo p
η ν
η = (2.5.7)
0036,0
41850*85.0*1.0283*675.0*814,0*314.8 = =i η
003 6.0=iη
Randamentul efectiv al motorului, e η
00
*** *
*314.8 *
i v o fp e
i m eQ pTo p
η ν
η η η = = (2.5.8)
0032,0
41850*927.0*1.0283*744.0**314.89,0 = ∗ =e η
19

003 2.0=eη
Consumul specific indicat al motorului C i 
kWh g
] /[
*10*6,36
KW h g
QC
i iiη = (2.5.9)
4 1 8 5 0*36.010*6.36
=iC
] /[9 4.2 3 8 K W g C i=
Consumul specific efectiv al motorului C e 
kWh g
] /[
*10*6.3*6
KW h g
QC C
i ei m eη η = = (2.5.10)
4185032,0106,36
⋅⋅=eC
] /[8 1.2 6 8 K W g C e=
Puterea litrică a motorului P l,

cilindrukW
] / [3dm KW
V Pe P
t L = (2.5.11)
996,142= L P
20

]/[0 4.2 13d m K W P L=
Cap. 3 Calculul de rezistenta
3.1. Studiul cinematic și dinamic al mecanismului biela-manivelă.
Studiul cinematic presupune determinarea deplasări ,vitezei și ac celerației pistonului.
Pistonul execută o mișcare alternativă de translație intre cele dou ă puncte moarte.
Expresiile pentru determinarea parametrilor cinematici se vor sc rie funcție de unghiul de rotație
al arborelui cotit α .
α =[0….360o]
Prin convenție α =0 este momentul în care pistonul începe cursa de admisie din PMI spre
PME.
Cursa pistonului :
21

][) )2c o s 1(*
4c o s 1( m r S pα α −Λ
+ − =
2S r =
S-cursa;
r-raza;
b-lungimea bielei;
e autoturis pentru
6.31…..
31=Λ
.
4.31e autoturis pentru =Λ
Viteza pistonului:
]/[)2sin*
2(sin***103 sm r W p α α ω Λ+ =−
Accelerația pistonului:
][)2c o s* (c o s***1 03m r a pα α ω Λ+ =−
ω -viteza unghiulară a arborelui cotit.
sec/ [
30*rad n π ω =
sec/ [
303 1 0 0*14.3rad = ω
s e c/[4 6.3 2 4 r a d =ω
Valorile deplasarii pistonului “sp”, vitezei pistonului “wp” si accele ratia pistonului “ap” sunt
date in tabelul 3.1
: Tabelul 3.1
alfa sp wp ap
22

0 0,000 0,00 6062
15 1,952 4,80 5718
30 7,589 9,05 4746
45 16,287 12,33 3312
60 27,128 14,33 1653
75 39,044 15,00 19
90 50,987 14,43 -1378
105 62,053 12,88 -2406
120 71,578 10,66 -3031
135 79,149 8,08 -3312
150 84,579 5,38 -3368
165 87,823 2,67 -3332
180 88,900 0,00 -3307
195 87,823 -2,67 -3332
210 84,579 -5,38 -3368
225 79,149 -8,08 -3312
240 71,578 -10,66 -3031
255 62,053 -12,88 -2406
270 50,987 -14,43 -1378
285 39,044 -15,00 19
300 27,128 -14,33 1653
315 16,287 -12,33 3312
330 7,589 -9,05 4746
345 1,952 -4,80 5718
360 0,000 0,00 6062
375 1,952 4,80 5718
390 7,589 9,05 4746
405 16,287 12,33 3312
420 27,128 14,33 1653
435 39,044 15,00 19
450 50,987 14,43 -1378
465 62,053 12,88 -2406
480 71,578 10,66 -3031
495 79,149 8,08 -3312
510 84,579 5,38 -3368
525 87,823 2,67 -3332
540 88,900 0,00 -3307
555 87,823 -2,67 -3332
570 84,579 -5,38 -3368
585 79,149 -8,08 -3312
600 71,578 -10,66 -3031
615 62,053 -12,88 -2406
630 50,987 -14,43 -1378
645 39,044 -15,00 19
660 27,128 -14,33 1653
675 16,287 -12,33 3312
690 7,589 -9,05 4746
705 1,952 -4,80 5718
720 0,000 0,00 6062
23

deplasarea pistonului in functie de
unghiul alf a
0100200300400500600700800
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49a l f a
sp
        1       5        9
        1        3
        1       7
        2        1
        2       5
        2        9
        3        3
        3       7
        4        1
        4       5
        4        9alfa-1000100200300400500600700800viteza pistoului in fuctie de unghiul alfa
alfa
wp
24

1      5      9
      1      3
      1      7
      2      1
      2      5
      2      9
      3      3
      3      7
      4      1
      4      5
      4      9alfa-10000-5000050001000015000
acceleratia pistonuluiunghiul alfaacceleratia pistonului in functie de unghiul alfa
alfa
ap
3.2. Determinarea forțelor mecanismului bielă-manivelă.
In mecanismul bielă-manivelă acționează două tipuri de forțe:
-forța de presiune a gazelor din cilindru.
-forțe de inerție care sunt:
– forțe de inerție date de masele în m ișcare de translație
– forțe de inerție date de masele în m ișcare de rotație
] [ * N  A p F  p=
  p F -forța de presiune;
p-presiunea care acționează pe suprafața A;
25

Forța de presiune care acționează pe suprafața cilindrului es te variabilă.
][ *N am F i −=
i F -forța de inerție;
m-masa;
a-accelerația;
][
4**) (2
N D p p F o cil pπ − =
Forța de inerție a maselor in mișcare de translație acționeaza d easemenea pe direcția axei
cilindrului.
] [ *) ( N a m B A m g p F p itr + −=
mgp-masa grupului piston;
mBA-masa bielei aferentă mișcării de translație;
pa-accelerația pistonului;
Masa bielei totală se descompune în două mase concentrate un a dintre ele în punctul de
articulație cu bolțul și care se consideră că execută o mișcare rectilinie alternativă solidar cu grupul
piston și o a doua concentrată în puncte de articlație cu fusu l maneton care se consideră că execută o
mișcare cu fusul maneton care se consideră că execută o mișcare de rotație cu viteza unghiulară a
arborelui cotit.
`
26

Arborele cotit care execută o mișcare de rotație cu viteza unghiulară constantă
sec/ [
30*rad n π ω =
Pentruadmisie cil o p p= ⇒ = ] 180 ….15[ α
Pentrucn
ia
a cil o
V V  p p = ⇒ = * ]365 ….195[ α
Va-volumul maxim al camerei de ardere;
Vi-volumul instantaneu al camerei de ardere;
Pentruim z cil o p p p pmax max ]360[ ⇒ ≈ = ⇒ = α
Pentru M A pentru
V V  p pd n
i Z
z cil o o 
 

  = ⇒ ='* ] 525 … 395[ α
Pentru M A pentru p p pr b
cil o     += ⇒ =
2]540[ α
Pentru M p e n t r u p pr c i l o o
= ⇒ = ]7 2 0. . .5 5 5[ α
−r p presiunea de evacuare.
] [ *
4**1032
6dm V S  DV c P i + =− π
Pentru determinarea forței de inerție se adoptă valori pentru m asele raportate ale pieselor componente.
Mase raportate MAS
D=60……100 mmMAC
D=60……100 mm
27

Masa raportată a
grupului piston
]/[2c m g m g p4,5….10
]/[2c m g 9….15 ]/[2c m g
Masa raportată a
bielei ] /[2c m g m B14….16
]/[2c m g 7…19 ]/[2c m g
Masa raportată a
unui
cot ]/[2
c o t c m g m7…18 ]/[2c m g 8…20 ]/[2c m g
Masa la modul
general
][
4**2
g Dmmπ =
Deoarece forța de presiune și forța de inerție a maselor în mișcare de translație acționează pe
aceași direcție ele se pot însuma algebric rezultanta lor acționînd tot pe direcția cilindrului .
][ N F F F
tr i p+ =
Forța F se descompune după două direcții :
28

Una în lungul bielei
Cealaltă normală pe axa cilindrului .
Se notează cu unghiul dintre bielă și axa cilindrului α β sin* arcsin Λ =
Forța ][
cos N  F  Bβ =
N=F*tg
Forța normală înpinge pistonul către pereți cilindrului în planul de oscilatie al bielei.Deoarece N
nu schimbă de sens pistonul este împins alternativ între pereți cilin drului executînd o mișcare de
oscilație.
Valoarea forței normale determină și valoarea forței de freca re dintre piston și cilindru cu cît
bielele sunt mai lungi (valori mici ale luiΛ) uzura cilindrilor și segmenților este mai mică deaceia
bielele lungi sunt sunt utilizate in special la MAC unde solicitările mecanice sunt mult mai mari.
Se translatează forța B în lungul bielei mutînd punctul de aplicație din A în M .
) sin(*) cos(*
β α β α
+ =+ =
BT  B Z b
T-forța tangențială produsă de mom entul motor instantaneu al cili ndrului.
Mi=T*r [N*m]
Masa grupului piston, m gp[kg/m2]
]/[560,040845,014,310]/[
4
2222
mkg mmmkg  Dm m
gp gp gp gp
=∗∗=∗∗ =π
gpm =(9…15)[g/cm2]
gpm =10[g/cm2]
Masa bielei aferente pistonului (miscare de t ranslatie), m b[kg/m2]
]/[730,040845,014,313]/[
4
2222
mkg mmmkg  Dm m
bbbb
=∗∗=∗∗ =π
bm=(7…19)[g/cm2]
gpm =13[g/cm2]
29

Masa unui cot fara contragreutati pentru fusurile gaurite din o tel, m cot[kg/m2]
] /[560,040845,014,3114]/[
4
2
cot2
cot22
cotcot
cmkg mmmkg Dm m
=∗∗ =∗∗ =π
cotm =(8…20)[ g/cm2]
cotm =14[g/cm2]
Masa bielei aferente piciorului bielei (miscare de rotatie), m BP[kg/m2]
mBP=0,275*m b[kg/m2]
mBP=0,275*0,730
mBP=0,200 [kg/m2]
Masa bielei aferente capului bielei (miscare de rotatie), m BM[kg/m2]
mBM=m b-m BP[kg/m2]
mBM=0,730-0,200
mBM=0,530 [kg/m2]
Vi pcil p Fp Ftr F beta N B Zb T Mi
0,12 0,020 112 -4607 -4495 0,000 0 -4495 -4495 0 0,00
0,078 -0,022 -123 -4346 -4469 4,366 -341 -4482 -4228 -1486 -66,06
0,078 -0,022 -123 -3607 -3730 8,457 -555 -3771 -2953 -2345 – 104,25
0,078 -0,022 -123 -2517 -2641 12,004 -561 -2700 -1470 -2264 -100,65
0,078 -0,022 -123 -1257 -1380 14,757 -363 -1427 -375 -1377 -61,20
0,078 -0,022 -123 -15 -138 16,505 -41 -144 4 -144 -6,40
0,078 -0,022 -123 1047 924 17,105 284 966 -284 924 41,06
0,078 -0,022 -123 1828 1705 16,505 505 1778 -929 1516 67,39
0,078 -0,022 -123 2304 2180 14,757 574 2255 -1587 1601 71,16
0,078 -0,022 -123 2517 2394 12,004 509 2448 -2053 1333 59,25
0,078 -0,022 -123 2560 2436 8,457 362 2463 -2291 904 40,20
0,078 -0,022 -123 2532 2409 4,366 184 2416 -2374 446 19,81
0,078 -0,022 -123 2513 2390 0,000 0 2390 -2390 0 0,00
0,5215 0,079 -0,021 -117 2532 2415 -4,366 -184 2422 -2380 -447 -19,87
0,5033 0,083 -0,017 -96 2560 2464 -8,457 -366 2491 -2317 -915 -40,66
0,4729 0,090 -0,010 -55 2517 2462 -12,004 -524 2517 -2111 -1371 -60,94
0,4304 0,102 0,002 13 2304 2317 -14,757 -610 2396 -1687 -1701 -75,61
0,3770 0,122 0,022 124 1828 1953 -16,505 -579 2037 -1064 -1736 -77,18
0,3149 0,155 0,055 311 1047 1358 -17,105 -418 1421 -418 -1358 -60,38
0,2480 0,214 0,114 641 -15 626 -16,505 -185 653 -17 -653 -29,01
0,1811 0 ,326 0,226 1269 -1257 13 -14,757 -3 13 3 -13 -0,56
0,1203 0 ,564 0,464 2604 -2517 87 -12,004 -18 89 48 -75 -3,31
0,0716 1,133 1,033 5791 -3607 2184 -8,457 -325 2208 1729 -1373 -61,03
0,0399 2,473 2,373 1 3310 -4346 8965 -4,366 -684 8991 8482 -2981 – 132,52
0,0290 5,75 5,650 31685 -4607 27078 0,000 0 27078 27078 0 0,00
30

0,0399 6,950 6,850 38415 -4346 3 4069 4,366 2601 34168 32235 11330 503,62
0,0716 3,992 3,892 21824 -3607 1 8218 8,457 2709 18418 14423 11454 509,15
0,1203 2,112 2,012 1 1285 -2517 8768 12,004 1864 8964 4882 7518 334,18
0,1811 1,241 1,141 6401 -1257 5144 14,757 1355 5320 1399 5133 228,15
0,2480 0,825 0,725 4067 -15 4053 16,505 1201 4227 -111 4225 187,82
0,3149 0,605 0,505 2831 1047 3878 17,105 1193 4058 -1193 3878 172,38
0,3770 0,479 0,379 2124 1828 3952 16,505 1171 4122 -2154 3514 156,21
0,4304 0,403 0,303 1699 2304 4003 14,757 1054 4139 -2914 2939 130,65
0,4729 0,357 0,257 1439 2517 3956 12,004 841 4045 -3392 2203 97,91
0,5033 0,329 0,229 1283 2560 3843 8,457 571 3885 -3613 1427 63,41
0,5215 0,314 0,214 1200 2532 3732 4,366 285 3743 -3678 691 30,70
0,216 0,116 651 2513 3164 0,000 0 3164 -3164 0 0,00
0,12 0,020 112 2532 2644 -4,366 -202 2652 -2606 -489 -21,75
0,12 0,020 112 2560 2672 -8,457 -397 2701 -2512 -992 -44,09
0,12 0,020 112 2517 2630 -12,004 -559 2688 -2255 -1464 -65,08
0,12 0,020 112 2304 2416 -14,757 -636 2498 -1759 -1774 -78,85
0,12 0,020 112 1828 1940 -16,505 -575 2024 -1058 -1725 -76,70
0,12 0,020 112 1047 1159 -17,105 -357 1213 -357 -1159 -51,53
0,12 0,020 112 -15 98 -16,505 -29 102 -3 -102 -4,52
0,12 0,020 112 -1257 – 1144 -14,757 301 -1183 -311 1142 50,75
0,12 0,020 112 -2517 -2405 -12,004 511 -2459 -1339 2062 91,67
0,12 0,020 112 -3607 – 3495 -8,457 520 -3533 -2767 2197 97,67
0,12 0,020 112 -4346 – 4233 -4,366 323 -4246 -4006 1408 62,58
0,12 0,020 112 -4607 -4495 0,000 0 -4495 -4495 0 0,00
F pmax=38415 N pentru valoarea lui α= 3750RA
Fmax=34069 N pentru valoarea lui α= 3750RA
Diagrama polara a fusului maneton
Diagrama polara a fusului maneton
] ; /*[2 m m m N k m=
] ; /[2 5.10m m R A k l =
][
180***'* J k k i A Am l π
α = (3.2.1)
][
18014,3*2*25,1*4* 3 8 1 0 J Al =
][3 4,1 1 9 6 J Al =
31

]*[
*2
2m kg  A J
W t ω δ = (3.2.2)
t J -momentul total de inerție al arborelui cotit.
W δ  -gradul de uniformitate al arborelui cotit.
ω ω ω δ min max−=W
401……..
801=W δ
Se alege601=W δ
Momentul de inertie t otal, J t[N*m]
]*[
63,324*
60134, 1196
2m N J t =
]*[6 8 1.0 m N J t =
Momentul de inertie al volantului, J v[N*n]
]*[ *)9.0…8.0( m N J J t v=
]*[6 8 1.0*8 5.0 m N J v=
]*[5 7 8.0 m N J v=
alfa M1 M2 M3 M4 M5 M6 Msuma
0 0,00 -145,92 186,30 141,83 -145,71 0,00 36,51
15 -123,31 -144,95 146,43 117,63 -140,59 402,58 257,79
30 -193,74 -104,51 97,01 79,76 -91,85 302,11 88,78
45 -184,99 -29,46 47,41 39,33 -1,88 148,94 19,35
60 -108,55 50,33 0,00 0,00 103,29 112,20 157,26
75 -3,62 85,63 -40,31 -39,38 180,46 143,75 326,54
90 86,58 32,10 -81,72 -80,18 190,42 185,70 332,89
105 135,90 -78,59 -120,57 -119,18 121,56 202,61 141,72
120 141,83 0,00 -145,71 -145,92 0,00 186,30 36,51
135 117,63 402,58 -140,59 -144,95 -123,31 146,43 257,79
150 79,76 302,11 -91,85 -104,51 -193,74 97,01 88,78
165 39,33 148,94 -1,88 -29,46 -184,99 47,41 19,35
180 0,00 112,20 103,29 50,33 -108,55 0,00 157,26
32

195 -39,38 143,75 180,46 85,63 -3,62 -40,31 326,54
210 -80,18 185,70 190,42 32,10 86,58 -81,72 332,89
225 -119,18 202,61 121,56 -78,59 135,90 -120,57 141,72
240 -145,92 186,30 0,00 0,00 141,83 -145,71 36,51
255 -144,95 146,43 -123,31 402,58 117,63 -140,59 257,79
270 -104,51 97,01 -193,74 302,11 79,76 -91,85 88,78
285 -29,46 47,41 -184,99 148,94 39,33 -1,88 19,35
300 50,33 0,00 -108,55 112,20 0,00 103,29 157,26
315 85,63 -40,31 -3,62 143,75 -39,38 180,46 326,54
330 32,10 -81,72 86,58 185,70 -80,18 190,42 332,89
345 -78,59 -120,57 135,90 202,61 -119,18 121,56 141,72
360 0,00 -145,71 141,83 186,30 -145,92 0,00 36,51
375 402,58 -140,59 117,63 146,43 -144,95 -123,31 257,79
390 302,11 -91,85 79,76 97,01 -104,51 -193,74 88,78
405 148,94 -1,88 39,33 47,41 -29,46 -184,99 19,35
420 112,20 103,29 0,00 0,00 50,33 -108,55 157,26
435 143,75 180,46 -39,38 -40,31 85,63 -3,62 326,54
450 185,70 190,42 -80,18 -81,72 32,10 86,58 332,89
465 202,61 121,56 -119,18 -120,57 -78,59 135,90 141,72
480 186,30 0,00 -145,92 -145,71 0,00 141,83 36,51
495 146,43 -123,31 -144,95 -140,59 402,58 117,63 257,79
510 97,01 -193,74 -104,51 -91,85 302,11 79,76 88,78
525 47,41 -184,99 -29,46 -1,88 148,94 39,33 19,35
540 0,00 -108,55 50,33 103,29 112,20 0,00 157,26
555 -40,31 -3,62 85,63 180,46 143,75 -39,38 326,54
570 -81,72 86,58 32,10 190,42 185,70 -80,18 332,89
585 -120,57 135,90 -78,59 121,56 202,61 -119,18 141,72
600 -145,71 141,83 0,00 0,00 186,30 -145,92 36,51
615 -140,59 117,63 402,58 -123,31 146,43 -144,95 257,79
630 -91,85 79,76 302,11 -193,74 97,01 -104,51 88,78
645 -1,88 39,33 148,94 -184,99 47,41 -29,46 19,35
660 103,29 0,00 112,20 -108,55 0,00 50,33 157,26
675 180,46 -39,38 143,75 -3,62 -40,31 85,63 326,54
690 190,42 -80,18 185,70 86,58 -81,72 32,10 332,89
705 121,56 -119,18 202,61 135,90 -120,57 -78,59 141,72
720 0,00 -145,92 186,30 141,83 -145,71 0,00 36,51
Volantul are forma unei coroane circulare (fig. 320).
33

Figura 320
unde: – g [mm] – lățimea coroanei volantului
– h [mm] – grosimea radială a coroanei volantului
– D min[mm] – diametrul minim al coroanei
– D max[mm] – diametrul maxim al coroanei
– D mv[mm] – diametrul mediu al coroanei
Dmv=(D max+D min)/2
Momentul mecanic de inerție al volantului se poate calcula cu rela ția:
4mv v
v Dm J ⋅= [kg.m2] (3.2.2)
unde: – m v[kg] – masa volantului
mv=10-6.π.ρ. b.g.Dmv[kg]
unde: – ρ [kg/dm3] – densitatea materialului volantului
se alege ρ=7,85 kg/dm3pentru oțel
ρ=7,15 kg/dm3pentru fontă
h-grosimea radiala a coroanei, in [mm];
h=36 [mm]
b-latimea coroanei, in [mm];
b= 30 [mm]
g= 25 [mm]
Diametrul mediu al coroanei volantului, D mv[mm
hb J Dv
mv⋅⋅⋅⋅⋅=− ρ π 6104(3.2.3)
036,003,0 007850,014,3 10578.04
6⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅=− mv D
][2 9 4 m m Dm v=
Raportul dintre lățimea b și grosimea radiala h a coroanei este:
34

b/h= 0,6 … 2,2
Prin alegerea uneia din cele două dimensiuni (b sau h), se adoptă o valoare pentru raportul b/h și
se determină cealaltă. În acest mod toate mărimile din partea dr eaptă a relației (2.18) sunt cunoscute și
se poate determina diametrul mediu al volantului D mv.
Apoi se calculează diametrul minim și cel maxim al coroanei:
Dmax=D mv+g [mm]
Dmax=294+25 [mm]
Dmax=319 [mm]
Dmin=D mv-g [mm]
Dmin=294-25 [mm]
Dmin=269 [mm]
Viteza periferică a volantului trebuie sa nu depășească o valo are minimă admisibilă v va.
Viteza maximă a unui punct de pe periferia coroanei este:
Vmax-viteza periferica maxima, V max[m/s]
Vmax=10-3.ω.Dmax/2 [m/s] (3.2.4)
Vmax=10-3.324,69*.
2319=50.96 [m/s]
Vmax=50.96 [m/s]
Vva=65 m/s pentru fontă
Vva=100 m/s pentru oțel
Masa volantului, m v[kg]
mv= mv Dhb ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ρ π (3.2.5)
mv= 294,0 036,003,0 785014,3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
mv=7,82 [kg]
Cap.4 Grupul piston
4.1. Segmentii
Principala functie a segmentilor este de a etansa c ilindrul. Segmentii care impiedica scaparea
gazelor din cilindru spre carter se numesc segmenti i de compresie. Segmentii care impiedica trecerea
uleiului din carter spre camera de ardere se numesc segme nti de ungere.
35

Materialul folosit la calculul segmentilor este de fonta K1 cu grafit lamelar
Din figura 4.1 alege presiunea elastică medie pentru
Fig 4.1
Pentru D=84,5mm ] [2.0M P p E = ⇒
Tensiunea admisibilă σase adoptă din figura 3.22, funcție de diametrul int erior al
cilindrului D.
)*3cos*225.0 *2cos*14.0 cos* 8375.01(***)*3cos*18.0 *2cos*42.01(*
2ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ
− − + =− + =
E m F E E
p Rc M p p
   
 

 
−−++ +−−−+
=− + +−+ =
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ π ϕ π
π β α ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ π β
ϕ ϕ
*3s i n*
8*31 8.0*2s i n*
324 2.0s i n*
81 8.0s i n*
21 6 2 5.01c o s**
1 8 0*
21 6.01*
1 8 0*1 8 0*)*3c o s*
81 8.0c o s*
34 2.0*2c o s*
81 8.0s i n**
1 8 0*
21 6 2 5.011(**
22 22 2 2 m R t
36

Grosimea radiala a segmentului, a [mm]
E M a
pk a D
**816.0
maxσ = (4.1)
a σ  -tensiunea admisibilă se alege din figura 3.22.în funcție de ale zaj.
a σ  =275 [MPa]
. 7 2.1 d  f i g d i n s e g m e n p e n t r u k m=
2.0*72.1275*816.0
max=
a D
07.23
max=
a D
a=3.66
] [
07.235,84
/m axm in m m
a D Da = =
][4 6 6.3m i n m m a =
Se recalculeaza D/a:
08,23
66,35,84= =
a D
Raza medie a segmentului, R m[mm]
] [
2/m ma D Rm= (4.2)
][
266.35,84m m Rm−=
][4.4 0 m m Rm=
37

][
1//* m m
a Da Dhc−=
h- inaltimea segmentului, [mm]
h=2 [mm]
][
108.2308,23*2 m m c−=
][0 9.2 m m c=
Rostul în stare liberă, ρ 0[mm]
( ) ( ) ( ) [ ]
E a Da D g Pea
⋅− ⋅ ⋅−⋅⋅
=
424,01 / / 33
0 ρ (4.5)
E-modul de elasticitate al fontei
] [1 0*9.05M P E =
( ) ( ) ( ) [ ]
53
0109,0 424,01 08,23 08,23 1625,032,066,3
⋅⋅− ⋅ ⋅ −⋅⋅= ρ
][8 0.1 30 m m = ρ
Expresia tensiuni maxime la montare segmentului, max s σ [MPa]
] [
)1/(*) 3(*/1**4
maxMPa
a Dm g a s E o
a−

−−
=π
σ (4.4)
m=2 pentru figura 2c.
] [
)1 08.23(*2) 1625.03(*14.366.3/8.131*10*9.0*45
maxMPaa aσ σ ≤−

−−
=
] [2 1 3
m a xM P a = σ
][ 2 1 3
m a xM P a aσ σ ≤ =
Rostul la montaj
D sc *)003.0…. 0015.0(=
38

D=84,5 [mm]
][5,8 4 0 0 1 9.0 m m sc ∗ =
][ 1 6 0 5.0 m m sc=
c s t t ,-temperatura segmentului și cilindru.
o
c so o
c s t t t t 150 180….130 =−⇒ =−
o
o co o
o c t t t t 90 100….80 =− ⇒ =−
Cilindrul din fontă:
c s α α =-coeficient de dilatare liniară a segmentulu ,cilindrului.
6 610*10 10*)12….10(− −== ⇒ ==c s c s α α α α
][7.0….2.0
) ( 1] ) ( ) ([m m
t t s t t t t D s
c s sc o c c o s s
m =− ⋅ ++ − ⋅ − − ⋅ ⋅⋅=
α α α π
(4.5)
][
150 10 111] 1 6 0 5.090 101 150 10 11[845,014,3
66 6
m m sm⋅ ⋅ ++ ⋅ ⋅− ⋅ ⋅ ⋅ ⋅=−− −
][4 2 6.0 m m sm=
12*3ah I =
1266,3*23
= I
17,8= I
I E p Rc B E m*1** *3=
17,8 109.012.04,40 09.253
⋅⋅⋅⋅ ⋅ = B
0374.0= B
4.2 Bolțul
39

Bolțul face legătura dintre piston și bielă, transm ițând forța de presiune a gazelor preluată de
capul pistonului spre bielă. Solicitările variabile la care este supus bolțul sunt datorate forței de
presiune și forței de inerție a pistonului. Datorită vitezelor relativ e mici de deplasare dintre suprafețe,
ungerea cuplelor piston-bolț sau bielă-bolț are loc în condiții dific ile.
Figura 3.25
Forma constructivă a bolțului este una tubulară (fig. 3.25a). În cazul în care solicitările sunt mai
mici (de obicei la m.a.s.) bolțul poate avea forma unui solid d e egală rezistență (fig. 3.25b).
Bolțul se sprijină la capete pe umerii din piston, iar în partea centrală este situată biela.
Montajul bolțului este posibil în trei variante:
– bolț fix în bielă și liber în locașurile din piston – soluție numită cu bolț fix;
– bolț liber în bielă și în locașurile din piston – soluție numită cu bolț flotant;
– bolț liber în bielă și fix în locașurile din piston;
Ultima variantă nu este utilizată la motoarele pent ru autovehicule rutiere deoarece presupune
găurirea locașurilor de bolț pentru șuruburile de f ixare, ceea ce duce la slăbirea secțiunii. Montajul
bolțului cu strângere în locașurile din piston nu este posibilă da torită diferenței mari dintre coeficienții
de dilatare termică pentru cele două materiale (bol țul este fabricat din oțel, iar pistonul din aliaj de
aluminiu).
Varianta cu bolț fix se adoptă la m.a.s. mai puțin solicitat î n timp ce varianta cu bolț flotant se
aplică la m.a.c. și la m.a.s. puternic sol icitate.
În varian ta cu bolț flotant există posibilit atea unei deplas ări axiale a bolțul ui, Pentru a preveni
contactul cu cilindrul, mișcarea axială a bolțului este limitată prin mo ntarea unor inele de siguranță în
locașurile din piston (fig. 3.26).
40

Figura 3.26 Figura 3.26
Pentru o bună funcționare a motorului, bolțul trebuie să îndeplin ească următoarele condiții: Pentru o bună funcționare a motorului, bolțul trebuie să îndeplin ească următoarele condiții:
– să posede o – să posede o rigiditate mare care să limiteze deformațiile în rigiditate mare care să limiteze deformațiile în timpul funcționării;timpul funcționării;
– să aibă o masă cât mai mică, pentru a se reduce forța d e inerție. Reducerea masei se poate face – să aibă o masă cât mai mică, pentru a se reduce forța d e inerție. Reducerea masei se poate face
numai prin micșorarea dimensiunilor, ceea ce poate duce la s căderea rigidității. numai prin micșorarea dimensiunilor, ceea ce poate duce la s căderea rigidității.
– miezul trebuie să fie cât mai tenace pentru a rezista la solicita rea prin șoc; – miezul trebuie să fie cât mai tenace pentru a rezista la solicita rea prin șoc;
– duritatea suprafeței exterioare trebuie să fie cât mai mare p entru a se reduce uzura; – duritatea suprafeței exterioare trebuie să fie cât mai mare p entru a se reduce uzura;
– calitatea suprafeței exterioare și abaterile dine nsionale și de formă trebuie să asigure o – calitatea suprafeței exterioare și abaterile dine nsionale și de formă trebuie să asigure o
funcționare corectă;funcționare corectă;
Materialele utilizate la fabricarea bolțurilor sunt oțelurile de scule. La bolțurile fabricate din Materialele utilizate la fabricarea bolțurilor sunt oțelurile de scule. La bolțurile fabricate din
mărcile 17Cr3 sau 16MnCr15 suprafața exterioară se cementează. În funcție de grosimea miezului, mărcile 17Cr3 sau 16MnCr15 suprafața exterioară se cementează. În funcție de grosimea miezului,
rezistența la repere este σrezistența la repere este σ r r =700 … 1500 Mpa pentru 17Cr3 și σ=700 … 1500 Mpa pentru 17Cr3 și σ r r =850 … 1350 Mpa pentru 16MnCr5.=850 … 1350 Mpa pentru 16MnCr5.
Oțeurile nitrurate pentru scule (de ex. 31CrMoV9) sunt utilizate la motoarele puternic încărcate. Oțeurile nitrurate pentru scule (de ex. 31CrMoV9) sunt utilizate la motoarele puternic încărcate.
Calculul bolțuluiCalculul bolțului
Montajul schematic al bolțului este prezentat în figura 3.27.unde:Montajul schematic al bolțului este prezentat în figura 3.27.unde:
l l b b[mm] [mm] – lungimea de spriji- lungimea de spriji n a bolțului n a bolțului în bielă;în bielă;
l l p p[mm] [mm] – lungimea de sprij- lungimea de sprij in a bolțului in a bolțului în locașul pistîn locașul pist onuluionului
l [mm] – lungimea bolțuluil [mm] – lungimea bolțului
j j b b[mm] [mm] – jocul între biel- jocul între biel ă și umerii ă și umerii pistonuluipistonului
d dib ib[mm] [mm] – diametrul – diametrul interior al interior al bolțuluibolțului
d deb eb[mm] [mm] – diametrul – diametrul exterior al exterior al bolțuluibolțului
Bolțul se dimensionează pe baza Bolțul se dimensionează pe baza datelor statistice.datelor statistice.
41 41

Se recomandă următoarele valori:Se recomandă următoarele valori:
 Lungimea bolțului [mm]Lungimea bolțului [mm]
bolț flotant bolț flotant
l= (0,8…0,87)l= (0,8…0,87). .D D pentru m.a.s. pentru m.a.s. și și m.a.c.m.a.c.
l= 0.82*84,5=69.29 [mm]l= 0.82*84,5=69.29 [mm]
l=9 []mml=9 []mm
l l b b- lungimea de sprijin în bielă [mm]- lungimea de sprijin în bielă [mm]
bolț flotant: bolț flotant:
l l b b= (0,32…0,48)= (0,32…0,48). .D D pentru pentru m.a.cm.a.c
l l b b= = 0.37*84,5=31,26 0.37*84,5=31,26 [mm][mm]
l l b b=31[mm]=31[mm]
: :
Figura 3.27 Figura 3.27
42 42

 Diametrul exterior al bolțulu, dDiametrul exterior al bolțulu, d eb eb:[mm]:[mm]
d deb eb= (0.32…0.38)= (0.32…0.38). .D D pentru pentru m.a.c. m.a.c. autoturismeautoturisme
d deb eb=0.36*84,5=30.4 [mm]=0.36*84,5=30.4 [mm]
d deb eb=30 [mm]=30 [mm]
α α =0,48…..0,52=0,48…..0,52
Se alegeSe alege α α =0,50=0,50
 Diametrul interior al boltului, dDiametrul interior al boltului, d ib ib[mm][mm]
d dib ib= = α α * *
b be ed d
d dib ib= = ] ][ [. .1 51 55 05 0. .0 0* *3 03 0 m m m m = =
d dib ib= = ] ][ [1 51 5m m m m
j j b b- jocul intre biela si umerii locasului – jocul intre biela si umerii locasului boltului, in [mm]boltului, in [mm]
j j b b= 1…1.5 mm= 1…1.5 mm
j j b b= 1.5 mm= 1.5 mm
 Presiunea de contact în bielă:Presiunea de contact în bielă:
o o
p p p p e n e n t t r ur u F  F 3 3 7 7 3 4 0 6 93 4 0 6 9
m m a a x x= = = = α α
o o
p p p p e n e n t t r ur u a a 0 0 6 0 6 26 0 6 2
m m a a x x= = = = α α
] ][ [ * *
m m a x a x m m a x a x N  N a am m p p F  F  F  F  p p P P − − = =
] ][ [ 3169231692] ][ [ 60626062* *5 56 60 0. .0 07 7, ,0 0 3406934069
N N F F  N N F F
= =∗ ∗− − = =
 Presiunea din piciorul bielei pPresiunea din piciorul bielei p b b, [MPa], [MPa]
] ] [ [
* *M PM P a a
d d l l  F  F  p p
e eb b b bb b= = (4.2.1)(4.2.1)
07 07, ,34 34
31 31* *30 303169231692= = = =b b p p
p p b b= 30,07 [MPa]= 30,07 [MPa]
43 43

] []1 0 0. . . .6 0[ M P pb a=
Presiunea specifică în locașul bolțului p p, [MPa]
] [
**2M P a
d l  F  p
be p p= (4.2.2.)
] [34,2930*18*23 1 6 9 2
MPa p p
p p
==
] [6 5…..3 5 M P p p a=
l p= ][
22m m j l l b− −
l p= 18
2231 69=− −
l p= ][1 8m m
Momentul încovoetor în secțiune mediană a bolțului, M [N*m]
]*[
12*5.0* m N  jl l  F M b+ += (4.2.3)
12001.0*4*031.0*5.0 069.0* 3 1 6 9 2+=M
]*[2 2.1 8 2 m N M =
Tensiunea maximă de încovoere, σ i[MPa]
] [
) 1(**2.1)4 *5.0(*
4 3M P a
d  j l l F
ebb
i
α σ
−+ += (4.2.4)
)5.01(*30*2.1)1*431*5.0 69(* 3 1 6 9 2
4 3−+ +=iσ
44

] [4 2.9 4 M P i= σ
] [1 5 0. . . . . .1 2 0 M P
a d m is ib il i = σ pentru OȚEL CARBON (OLC)
Presiunile maxime și minime pentru bloț flotant:
] [4 2.9 4m a x M P = σ
] [4 2.9 4m in M P −= σ
Coeficientul de siguranță la oboseală pentru bolț flotant:
ivk c
σ
γ ε β σ
*
*1−=
−−1 σ rezistența la oboseală pentru ciclul simetric.
] [ *)5 2.0…4 5.0( M P r iσ σ =
O p e n t M P ar ][7 5 0 . . . . .5 0 0 = σ
Se alege O p e n t M P ar ][6 0 0 = σ
][2 4 0 6 0 0 *4.01 M P = =−σ
] [
2m in m axM P ivσ σ
σ −=
2)42.94( 42.94 −−=ivσ
] [4 2.9 4 M P iv= σ
−k β coeficient de concentrare a secțiuni.
45

1=k β
− ε factor dimensional
91.0= ε
− γ  coeficient de calitate a suprafeței.
9.0= γ
42.94*
9.0*94.01240=c
15,2=c
2.2….1=ad c
acc≤
Tensiunea de forfecare în plan neutru:
] [
) 1(*) 1(**85.0
4 22
M P a
d  F
eb α α α τ −+ += (4.2.5)
)5.01(*30)5.05.01(* 3 1 6 9 2*85.0
4 22
−+ +=τ
] [87.55 MPa = τ
] [1 0 0. . . . .7 0 M P a d = τ
] [ s in* M P p poα =
] [5.0s in*1.0 M P p=
p=0.0008 [MPa]
Repartiția de tensuni:
Fibra exterioară:
e x te r ioă fib r a M P a
r  f  f
hr hr
l hr  F
ee − 
−++= ] [
) 2(*46*2*
**)(1
2σ
o0= ϕ
Grosimea radiala a boltului, g [mm]
46

][
2m md d hib eb−= (4.2.6)
5.7
215 30=−=h
h=7,5
Raza medie a boltului, r [mm]
][
4m mh d r eb−= (4.2.7)
625.5
45.7 30=−=r
r=5,625 [mm]
2
1 cos 3185.0 sin* 3185.0 cos*5.0 ϕ ϕ ϕ − + =   f
5.05.0 0cos 3158.00sin* 3185.00cos*5.0
12
1
== − + =
  f    f
406.01 2−= f     f
094.0 406.05.02 = −=   f
094.02=   f
k-factor de corecție.
5.1= k
e x te r ioă fib r a M P ae − 
−++== ] [
6 2 5.55.09 4.0*
)5.7 6 2 5.5*2(*45,7 6 2 5.5*6*2*
6 9*5,76 2 5.5* 3 1 6 9 2)(0ϕ σ
e x te r ioă fib r ae − == 3 0.1 )(0ϕ σ
Fibra interioară
e r o aă fib r a M P a
r  f  f
hr hr
l hr  F
i in t ] [
) 2(*46*2*
**)(1
2 0 − 
+−−==ϕ σ
47

e r io aă fib r ae in t
0 6.55.09 4.0*
)5.7 6 2 5.5*2(*45.7 6 2 5.5*6*2*
6 9*5,76 2 5.5* 3 1 6 9 2)(0 − 
+−−==ϕ σ
e r i oă f i b r a M P ai i n t ][1 8,1 1 )(0− ==ϕ σ
Tensiunile în punctele 1,2,3,4
Pentru punctul 1):
] [ *
*)(1 0 M P a
d l  F
ebe β σ ϕ ==
5.15.0
1==
β α
] [96.22 5.1*
30*693 1 6 9 2)(0 M P ae = ==ϕ σ
0)(
=ϕ σ  e =22,96 [MPa]
Pentru punctul 2):
] [ *
*)(2 90 M P a
d l  F
ebe β σ ϕ −==
7.42= β
] [95.71 7,4*
30*693 1 6 9 2)(90 M P ae −=−==ϕ σ
90 ) (
=ϕ σ  e =-71,95 [MPa]
Pentru punctul 3):
] [ *
*)(3 0 M P a
d l  F
ebi β σ ϕ −==
63= β
] [86.91 6*
30*693 1 6 9 2)(0 M P ae −=−==ϕ σ
0)(
=ϕ σ  e =-91.86 [MPa]
48

Pentru punctul 4):
] [ *
*)(4 90 M P a
d l  F
ebi β σ ϕ ==
104= β
] [10.153 10*
30*693 1 6 9 2)(90 M P ai = ==ϕ σ
90 ) (
=ϕ σ  i =153.10
Determinarea jocului la montaj în umeri mant alei:
][
) (* 1)] (* ) (* [*'
mm
t t t t t t d
o p ALo p AL o b O L eb
− +∆+ − − −=∆α α α
][09.0][ 081.0 30*003.0][*)005.0….001.0(
'''
mmmmmm d eb
=∆= =∆=∆
1 61 61 61 6
10*)22…20(10*2110*)22…20(10*12
− −− −− −− −
====
grd  grd  grd  grd
AL AL ALOL
α α α α
C t C t
oo
b
17150
0==
003.0
3009.009.0
''
= =∆=∆
ebd
][
)17 180(* 10*21 109.0)]17 180(* 10*21 )17 150(* 10*12[*30
66 6
mm− ++ − − −=∆−− −
][0 5 2.0 m m =∆
49

4.3. Pistonul
4.3.1Construcția pistonului
Pistonul îndeplinește urmatoarele funcții:
– capul pistonului preia forța de presiune dezvoltată prin arde rea amestecului aer-combustibil și
o transmite bielei, care la rândul ei o transmite mai departe arb orelui cotit, prin intermediul bolțului;
– ghidează piciorul bielei în interiorul cilindrului
– etanșează camera de ardere, prevenind scăparea fl uidului de lucru spre carter și pătrunderea
uleiului în exces din carter spre camera de ardere
Construcția pistonului trebuie să satisfacă unele condiții, cum ar fi: adaptabilitatea la condiții de
funcționare diferite, prevenirea gripajului, funcționarea silențioa să a motorului, masă redusă, rezistență
mare la solicitari mecanice și termice, reducerea consumului de ulei și a emisiilor poluante.
Aceste condiț ii implică rezolvarea unor probleme care apar atât în ceea ce privește construcț ia
pistoanelo r cât și în ceea ce privește material ele din care sunt fabricate. De multe ori aceste probleme
sunt contradictorii (de ex. masă redusă și proprietăți mecanice foarte bune).
Criteriile privind alegerea soluțiilor constructive și a materialelor tre buie stabilite cu grijă pentru
fiecare tip de motor, în funcție de condițiile de funcționare ale acestuia.
Condițiile de lucru ale pistonului și cerințele pe care acestea le impun în proiectarea, fabricarea
și alegerea materialului sunt urmatoarele:
a) Solicitări mecanice:
– Capul pistonului și zona camerei de ardere din piston
– la m.a.s. presiuni maxime de 5-9 MPa
– la m.a.c. presiuni maxime de 8-18 MPa si chiar mai mari
– Mantaua pistonului:
– asupra mantalei pistonului acționează o forță nor mală având o valoare egală cu 6-8% din forța
maximă de presiune
– Locașurile pentru bolț
– presiunea de contact admisibilă este dependentă de temperatu ră
Aceste condiții de lucru impun urmatoarele cerințe pentru piston:
– rezistență foarte bună la solicitări statice și dinamice mari la temperaturi inalte
50

– rezistență bună la presiune de contact în locașurile bolțului
– deformație plastică mică
Solutiile constructive sunt:
– realizarea unui piston având pereți cu o bună rezistență me canică, cu linii de curent continue și
care să asigure o bună evacuare a căldurii
-asigurarea calității suprafeței inerioare a locașurilor pentru bolț
– capul pistonului tip ferrotherm, fabricat din oțel
Materialele recomandate sunt:
– aliaj Al-Si pentru turnare, tratate termic sau intărite prin precip itare
– alame speciale turnate sau forjate
– bronz
b) Solicitări termice
– în camera de ardere temperatura medie a fluidului de lucru este de 1300 K.
– temperatura capului pistonului și a pereților cam erei de ardere din cap este de 500-700 K
pentru aliaje de aluminiu si de 650-800K pentru materiale fero ase
– in locașurile bolțului temperatura este de 420-530 K, iar în z ona mantalei de 400-450 K
În aceste condiții pentru piston se impun următoarele cerințe:
– menținerea rezistenței mecanice și a durității la temperaturi înalte
– conductivitate termică mare
Solutii constructive:
– realizarea unui piston cu o bună conductivitate termică în sec țiune transversală
– pistoane cu canale de răcire în interiorul capului
Materialele recomandate sunt cele prezentate la punctul a
c) Forțe mari de inerție date de masele aflate în mișcare de tr anslație datorită accelarațiilor mari
ale pistonului
Cerintele pentru piston sunt:
– masă redusă pentru a micșora forțele de inertie și momente le date de acestea
Soluția constructivă este realizarea unui piston ușor, cu utilizare a la maximum a caracteristicilor
materialului
Materialul recomandat este aliaj Al-Si compact.
d) Frecare de alunecare
– apare la canalele pentru segmenți, în zona mantal ei și în locașurile bolțului. În unele situații
ungerea este nesatisfacatoare.
51

Pistonul trebuie să satisfacă următoarele cerințe:
– materialul trebiue să aibă proprietăți bune de alunecare și o rezistență bună la uzură
– tendință redusă de gripare
Prin soluțiile constructive care trebuie alese se urmărește:
– mărirea suprafeței de frecare, cu realizarea unei distribu ții uniforme a presiunilor de contact
– fabricarea unei mantale cu o formă exterioară care să permită instalarea unui regim
hidrodinamic de ungere
– introducerea unor inserții în canalele pentru segmenți
e) Schimbarea zonei de contact dintre piston și cil indru, de o parte si de alta a cilindrului, în
planul de oscilație a bielei
Cerintele pentru piston sunt:
– reducerea zgomotelor prin eliminarea batăii pisto nului atăt la temperaturi înalte căt și la
temperaturi joase
– prevenirea aparitiei fenomenului de cavitație în pelicula de ulei dintre piston și cilindru și
preveniorea șocurilor
Soluții constructive:
– reducerea jocurilor la cald dintre piston și cilindru
– proiectarea unei mantale elastice, cu o formă optimizată a pis tonului
– realizarea unor degajări în zona locașurilor pentru bolț
Materi alele trebuie să aibă un coefi cient de dilatare redus. Se pot utiliza aliaje Al-Si eutectice
sau hipereutectice.
S-a constatat că cerinț ele impuse de funcț ionare a divers elor motoare cu ardere internă sunt cel
mai bine satisfacute de aliajele Al-Si.
În cazurile în care se utilizează pistoane din oțel , se vor lua măsuri speciale pentru răcirea
acestora.
Proiectarea formei constructive a pistonului trebuie facută cu a tenție, în scopul reducerii masei
acestuia și asigurării unei răciri eficiente.
Construcția generală a pistonului este prezentată în figura 3.39 .
52

Figura 3.39
Tendința actuală este aceea de a mări viteza medie de deplasare a pistonului, de aceea este
necesară reducerea masei pistonului și micșorarea înălțimii de compresie. Lungimea pistoanelor pentru
motoare care au viteză mare de deplasare a pistonului, rapo rtată la diametrul alezajului, este mai mică
decât cea a motoarelor cu viteza medie de deplasare a piston ului.
Înaltimea de compresie influenteaza inaltimea motorului si masa pis tonului. Reducerea inaltimii
de compresie nu trebuie însă să afecteze fiabilitatea pistonului.
Regiun ea portse gmenți (RPS) și segmen ții reprezintă o etanșa re mobil ă între camera de ardere
și carter. Lungimea regiunii poertsegmenți este determinată de numărul și înălțimea segmenților și de
distanța dintre canalele segmenților.
Setul de segmenți care se montează pe un piston este alcătuit, cu foarte puține excepții, din doi
segmenți de compresie și un segment de ungere.
Distanța de la marginea superioară a capului până l a canalul segmentului de foc depinde de
presiunea din camera de ardere și de regimul de temperatu ri al pistonului. Distanța pâna la urmatoarele
canale este mai mică deoarece regimul de presiuni și temperatu ri este mai scăzut.
Arhitectura capului diferă la pistoanele pentru m.a.s. față de cele pentru m.a.c..
Câteva soluții constructive pentru capul pistonului la m.a.s. sunt prezentate în figura 3.40.
Figura 3.40
Varainta clasică pentru m.a.s. este cea cap plat (fig. 3.40a ), avantajoasă și din punct de vedere al
simlicității construcției. Capul de forma concavă ( fig. 3.40b) are dezavantajul că în camera de ardere
53

din piston se acumulează ulei, care prin ardere formează produși care se depun pe suprafețele pieselor
și produc perturbații în funcționarea motorului. Forma bombată (fig. 3.40c) are avantajul că transformă
solicitarea capului într-una de compresiune, dar se mărește suprafața de contact cu gazele fierbinți din
cilindru și se complică tehnologia de fabricație. L a m.a.s. cu injecție directă, deoarece se scurtează
timpul în care trebuie să se formeze amestecul aer-combustibil, este necesar să se intensifice mișcarea
fluidului în cilindru, scop în care se adoptă varianta cu cap p rofilat (fig. 3.40d)
La m.a.c. cu camera de ardere divizată se adoptă soluția c u cap plat (fig. 3.40a).
În cazul m.a.c. cu injecție directă injecția de motorină are loc spre sfărșitul cursei de
comprimare, în vecinătatea p.m.i.. Pentru ca jetul să nu ajung ă în contact cu capul pistonului camera de
ardere din piston are formă de cupă (fig. 3.41a) sau ar e foram jetului (fig. 3.41b)
Figura 3.41
Protecția termică a canalului primului segment se poate face în m ai multe moduri:
– plasarea suprafeței inferioare a capului deasupra canalulu i segmentului de foc, cu o rază mare
de racordare între aceasta și peretele interior al pistonului (fig . 3.42a)
– montarea unor inserții inelare (fig. 3.42b)
Figura 3.42
– montarea unor inserții inelare și practicarea unor canale pe ntru răcirea capului (fig. 3.43)
54

Figura 3.43
În ceea ce privește mantaua, o importanță deosebită prezintă jocul la cald între aceasta și
cilindru. Prin realizarea unor jocuri la cald mici se îmbunătățește etanșarea la gaze și se reduc
zgomotele care apar în timpul funcționării.
Controlul joculul la cald se poate face prin micșorarea tempera turii de regim a mantalei, soluție
denumită piston cu manta rece.
Un exemplu este pistonul pistonul MONOTHERM realizat de firma M ahle prin forjare, din oțel
(fig.3.44). Suprafețele interioare ale locașurilor din piston su nt fosfatate.
Figura 3.44
Secțiunea transversală mantalei este eliptică și nu circulară, pen tru a se compensa dilatările din
timpul funcționării.
În zona locașurilor pentru bolț, pe direcția axei bolțului, este m aterial mai mult decât în direcție
normală pe aceasta (fig. 3.45).
Alungirea relativă în urma dilatării este:
Δl=l.α.Δt [mm] (3.124)
Se observă că lungimea materialului pe direcția axei bolțului este mai mare decât cea pe direcția
normală, așa că și alungirea relativă va fi mai mare.
55

Pistonul este aplicat pe cilindru în planul de oscilație a bielei, care este normal pe axa bolțului.
S-a constatat experimental că suprafața de contact se face pe un sector de cerc de 80-1000, reparti zat
simetric față de planul de oscilație a bielei (fig. 3.45).
Figura 3.45
Este rațional deci să se execute o degajare pe conturul liniei p unctate. În timpul funcționării, din
cauza încălzirii, forma exterioară a mantalei ajunge circulară.
Grosimea pereților mantalei este de 2 … 5 mm.
Umerii mantalei(locașurile pentru bolț) trebie să a iba o bună rigiditate pentru a se preveni
deformațiile. Acest lucru se poate reliza prin inte rmdiul unor nervuri care fac legătura cu capul
pistonului (fig. 3.46)
Figura 3.46
Nervura rea nu este posibi lă la pisto anele forjat e în matri ță. În acest caz se face o racorda re căt
mai largă a suprafeței inferioare a capului cu suprafața inter ioară a pistonului.
În condiții grele de funcționare, în locașurile boltului pot fi mon tate bucșe sin cupru, alamă sau
oțel.
Materialele utilizate la fabricarea pistoanelor sunt:
– aliajele de aluminiu:
– aliaje de aluminiu pe bază de siliciu (siluminiu) utilizate sunt de dou a tipuri:eutectice și hpereutectice.
56

Aliajele eutectice conțin siliciu în proporție de 1 1 … 13% și mai au în componență cupru, mangan si
nichel. Aliajele eutectice cu o compoziție mai mare de cupru si n ichel sunt utilizate pentru temperaturi
înalte.
Aliajele hipereutectice conțin 15 … 25% siliciu și au ca elemete d e aliere cupru, magneziu și nichel.
– aliaje de aluminiu pe bază de cupru (duraluminiu) au ca element de alierenichelul pentru a mari
rezistența la temperaturi ridicate.
– oțel – pistoanele forjate din oțel sunt utilizate pentru presiuni ex treme
– materi ale sinterizat e – îmbun atățirea perform anțelo r pistoanelor din aliaje de alumi niu se paote face
prin sinterizarea unor pulberi în care se adaugă materiale c eramice, fibre de carbon sau metale poroase.
4.3.2. Calculul pistonului
După ce sunt cunoscute dimensiunile constructive al e segmenților și bolțului și numarul de
segmenți se pot adopta, pe baza datelor statistice, dimensiunile constructive principale ale pistonulu i
(fig. 3.47)
Figura 4.3.21
Semnificația notațiilor din figura 4.3.21 și valori recomandate pe ntru acestea sunt date în tabelul
4.3.22.
Tabelul 4.3.22
Dimensiunea m.a.s. m.a.c.
pentru
autoturisme pentru vehicule
comerciale
D – diametrul interior al
cilindrului (alezajul65 … 105 65 … 95
57

[mm]
L – lungimea totală a
pistonului(0,6 … 0,7)D (0,8 … 0,95)D (1,2 … 1,8)D
Hc- înalțimea de
compresie(0,3 … 0,45)D (0,5 … 0,6)D (0,7 … 1,1)D
h – distanța până la
segmentul de foc [mm]2 … 8 4 … 15 (0,15 …0,22)D
hc- distanta dintre
canale(0,04 … 0,055)D (0,05 … 0,09)D (0,045 … 0,055)D
hf – înaltimea canalului
segmentului de foc
[mm]1 … 1,75 1,75 … 3 2 … 3
Lm- lungimea mantalei((0,4 … 0,5)D (0,5 … 0,65)D (0,8 … 1,2)D
g – grosimea capului (0,06 … 0,1)D (0,15 … 0,22)D (0,18 … 0,25)D
Diametre recomandate:
D=84,5 [mm]
L- lungimea totala a pistonului, L [mm]
L=0,95*D
L=0,95*84,5=80,27 [mm]
L=80 [mm]
Inaltimea compresiei, H c[mm]
][4225,42 5,84*5.0
mm H H
cc
== =
Distanta pana la segmentul de foc, h [mm]
h=4…15 [mm]
h=8 [mm]
Inaltimea canalului segmentului de foc h c[mm]
hc=(0,05…0,09)*D
hc=0,06*84,5=5,07
hc=5 [mm]
Lungimea mantalei, L m[mm]
Lm= (0,5…0,65)*D
Lm=0,45 *84,5=38
Lm=42 [mm]
58

Grosimea capului, g [mm]
g=(0,15..0,27)*D
g=0,20*84,5=16,9
g=17 [mm]
Diametrul interior al pistonului, D ip[mm]
Dip=D-(2…6)*a
Dip=84,5-4*a=69.86
Dip=70 [mm]
Calculul capului pistonului
Tensiunea maximă:
] [
*2*75.0*) (2
max MPa
g D p pip
o cil  
 

  − = σ (4.3.23)
] [71.2117*270*75.0*)1.0 950,6(
max2
max
MPa =     − =
σ σ
( )
] [14] [ 35* 10*20*10*8.0*25.03550…2010*2010*22…2010*8,010)9,0…8,0(] [ ***
6 5006655
MPaMPaC C E E MPa t E a
t o
t t t t
===∆=∆===∗ =∆ =
−−−
σ σ α α α σ
Presiunea la periferia capului:
59

aaar r r
at
M PaM PaM PaM PaccM PaM PaM Pa
σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ
≤======≤=+ =+ =
] [70] [
3210] [ 210] [ 240… 1803] [71.35] [14 71.21] [max
4.3.3. Calculul regiuni port-segmenti:
( ) [ ]
( ) [ ]
] [61.3762. 1035*45,84*14,3*950,6] [62, 103570 66.3*25,84*
414,3*)8.0(] [ *2 *
4*)9.0…8.0(] [
*4**][66.3
222 22 2 22
maxmin
MPamm A Amm D a D AMPa
A D pmm a
A A A Aip A A A
===− − =− − ===
σ σ π π σ
60

4.3.4. Calculul mantalei:
o o De
100…802sin*
2
==
θ θ
o85= θ
l mtadmisibi mt l mtadmisibimt mt evmt evevm m ev
p pMPa pMPa pMPa pMPa
A N pmm Amm Amm L D Le Aee
≤======= === =
] [1.1…9.0] [ 035.1] [
67. 26152709] [] [67. 2615] [
285sin*50*5,84] [
2sin** **22615,26
285sin*
25,84
max222 θ
Diametrul la montaj al mantalei :
61

][
)17 200(* 10*211253.0)17 110(*) 10*7.101(*5,84][95.92][5,84* 10*1.1][ * 10*)3.1…9.0(][ 253.0] [5,84*) 10*5.3(][ *) 10*5.3(10*211720….15200220… 180110120… 10010*7.10.,] [
) (* 1) (*) 1(*
66'3 '3 ''3 '3 '1 60
01 6'
mm Dmm Dmm Dmm D Dmm Dmm Dmm D D grd C t C t C t C t C t C t fontă pentru grd cilindruinmotoruluial liniară termică dilatarede coeficient mm
t t D t t D D
cmt mt mt ccc po o
oo
po o
po
co o
cc p co p pc o c c
c
− +− − +
===============−− +− − +
=
−−−−−−− −− −
α α α α α α
mo n ta j la d ia me tru l mm D Dla c a pulu i d ia me tru l mm D
mt mt c
][ 167.84)17 200(* 10*211)17 110(* 10*7.101[*5,84][84
66
=− +− +
==
−−
62

Cap 5 Biela
5.1. Construcția bielei
Biela face legatura între piston si arborele cotit, având și rolul de a trans mite forța de presiu ne
dezvoltată prin arderea combustibilului. Prin inter mediul bielei mișcarea alternativă de translație a
pistonului este transformată în mișcare de r otație a arborelui cotit.
Masa și construcția bielei influențează modul de funcționare a m otorului.
1) piciorul bielei – se articulează cu pistonul prin intermediul bolțu lui
2) capul bielei – se articulează cu fusul maneton al arborelui cotit
3) corpul bielei – este partea centrală, care face legătura în tre piciorul bielei și capul bielei.
Pentru a permite articularea cu fusul maneton, capul bielei se secționează dupa un plan normal
pe axa longitudinală a acestuia sau în planuri înclinate la 300, 450600față de acest plan normal. Partea
detașabilă a capului se numește capac. Fixarea capacului se face cu ansamblări filetate.
În general, secțiunea transversală a corpului are f orma de dublu T (sau H). Pentru asigurarea
ungerii piciorului bielei în cazul montajului cu bolț flotant se poate practica un canal în lungul corpului.
O soluție mai economică pentru ungerea piciorului este găurirea acestuia în partea superioară.
Asupra bielei acționează forța de presiune dezvolta tă prin arderea combustibilului și forța de
inerție a maselor în mișcare de translație. Efectul forțelor centrifuge care apar datorită mișcării
oscilatorii, care solicită corpul bielei la încovoiere, poate fi neglija t în calculele uzuale.
Biela este supusă alternativ la solicitari de întindere și compresiune. La motoarele
supraalimentate solicitarea de compresiune este mai mare decât cea de întindere. De aceea este necesar
să se acorde o mare atenție solicitarii de flambaj.
Solicitarea de întindere este semnificativă în cazul m.a.s. rapide .
Ansamb larea fi letată prin care se f ixeaz ă capacul de bi elă treb uie să satisfacă următ oarele
cerințe:
– să mențină strâns unite cele două componente
– să asigure forma geometrică corectă
Din punct de vedere constructiv trebuie avut în vedere:
– asigurarea stabilității dimensionale a suprafetelor interioare a le piciorului si capului
– realizarea unei ungeri corespunzatoare a piciorului. La mo toarele actuale canalele de ungere practicate
în lungul corpului sunt rar folosite. Se preferă găurirea păr ții superioare a piciorului.
– asigurarea unei asamblări corecte a capului
63

– proiectarea formei constructive în concordanță cu solicitările
Piciorul bielei are o formă tubulară. Racordarea piciorului cu capul se face la un unghi ϕ=90 …
1300față de axa longitudinală (fig. 4.3)
Figura 4.3
Cu cât unghiul ϕare o valoare mai mică biela va fi mai robustă, dar în schimb masa sa crește.
Secționarea oblică a capului se face de obicei la 4 50, pentru a permite trecerea bielei prin
cilindru la montaj. Dezavantajul acestei soluții este găurirea bielei într-o zonă intens soliciată (zona de
legatură dintre corp și cap) și, în plus, șuruburile de fixare sunt supuse la acțiunea forțelor tangențiale.
Se aplică secționarea oblică a capului în special l a motoarele cu cilindri în V și la m.a.c.-urile
pentru vehicule comerciale, deoarece diametrul fus ului maneton este mai mare, ceea ce face ca și
diametrul exterior al capului să crească.
Raportul dintre raza manivelei și lungimea bielei pentru motoarele de autoturisme este:
Λ=r/l=0,28 … 0,33 , cu valori mai mici pentru m.a.c.
Tehnologii de realizare a semifabricatului
a. Forjare în matriță
Materialele utilizate pentru forjarea în matriță su nt bare de oțel având secțiunea circulară sau
dreptunghiulară încălzite la 1520-1570 K.
Pentru obținerera structurii și caracteristicilor mecanice necesar e se aplică diferite tratamente, în
funcție de tipul oțelului:
– călire în timpul forjării
– răcirea controlată în curent de aer
– călire prin metoda conventională
De obicei, biela se forjază dintr-o bucată, secționarea capulu i fiind realizată ulterior.
b)Turnare
Bielele din fontă se toarnă în forme din nisip
c)Sinterizare
64

Sinterizarea pulberilor metalice se face în cuptoar e electrice la aproximativ 1400 K și este
urmată de forjare în matriță pentru a mări densitatea materialului piesei.
Indiferent de modul de realizare a semifabricatului urmează operațiile de prelucrare mecanică
prin care rezulta forma finală.
Materialele utilizate pentru fabricarea bielelor se aleg în funcție de solicitări și de tipul
motorului. Cele mai utilizate sunt:
– pentru semifabricat obținut prin turnare:
– fonta cu grafit nodular
– fonta neagră maleabilă
Fonta cu grafit nodular este mai avantajoasă din pu nct de vedere economic și al proprietăților
mecanice și este mai ieftină. Incluziunile compacte de grafit co nferă acestei fonte rezistență și duritate
bună și, în plus, ușurează turnarea. În urma turnă rii se obține structura cerută, fără a fi necesare
tratamente termice suplimentare.
În cazul fontei negre maleabile, pentru a obține st ructura cerută este necesară aplicarea unor
tratamente termice după turnare.
-pentru semifabricat obtinut prin forjare în matriță:
– oțeluri slab aliate – 27MnVS6
– oțeluri manganoase – C40 sau C70S6
– oțeluri aliate – 34Cr Ni Mo6 sau 42CrMo4 pentru biele care lucrează în condiții grele
5.2Calculul bielei
5.2.1. Calculul piciorului bielei
Piciorul bielei are o forma tubulară (fig. 1). Dimensiunile caracteristice ale piciorului sunt
prezentate în figura 4.4.
Figura 4.4
65

Dimensiunea FormulaValoarea aleasa
pentru calcul
[mm]Valorile
calculate
[mm]Valoarea adoptata
[mm]
Diametrul exterior
al piciorului, d ede= (1,25…1,65)*d eb de=1,35*30 de=41,04 de=41
Grosimea radiala a
piciorului, h ph p=(0,16…0,27)*d eb h p=0,17*30 h p=5,16 h p=5
Grosimea radiala a
bucsei, h bh b=(0,075…0,085)*d eb h b=0,082*30 h b=2,49 h b=2,5
Grosimea bielei, b b=(0,32…0,42)*D b=0,37*84,5 b=31,2 b=31
unde: – d eb[mm] – diametrul exterior al bolțului
– dip[mm] – diametrul interior al piciorului bielei (dacă bolțul este fix d ip=debdeoarec e nu mai
este necesară montarea bucșei în piciorul bielei)
– dep[mm] – diametrul exterior al piciorului bielei
– h b[mm] – grosimea radială a bucșei
– h b[mm] – grosimea radială a bucșei
][5][16,5 27*17.0][ *)2.0….16.0(][35][5,2*2 30][ *2][5.2][49.2 30*082.0][ *)085.0….08.0(][31][30
mm hmm hmm d hmm d mm d mm h d d mm hmm hmm d hmm l bmm d
p peb pipipb eb ipbbeb bbeb
== ===+=+=== =====
][43][43 3045.1)7.1..3.1(
mm d mm d d d
eeeb e
==∗ =∗ =
a). Solicitarea de întindere:
66

Forta de intindere (tractiune) a piciorului bielei, F t
][ 33956062*560.0][ *max
N F  F  N a mgp F
t t  p t
===
Forța normală și momentul încovoetor determinat de forța de tra cțiune t F :
Momentul incovoietor in planul de simetrie V-V determinat de forta Ft, Mt
0in [N*m]
]*[ 323.0) 0247.0 100* 0003.0(*018.0* 3395]*[) 0297.0 * 0003.0(**
m N M M m N r  F M
t
ot
oi m t t
o
=− =− = ϕ
Forta nominala in planul de simetrie V-V determinat fe forta F t, Nt
oin [N]
][ 1670][ 110*) 0008.0 572.0(* 3395][ *) 0008.0 572.0(*
N N  N N  N F N
t
ot
oi t t
o
=− =− = ϕ
Momentul incovoietor in sectiunea I-I determinat de forta F t,t M
1 ϕ in [N*m]
]*[21.10)100 cos 100 (sin*018.0* 3395*5.0)100 cos 1(*018.0* 1670 323.0]*[) cos (sin***5.0) cos 1(**
m N M M m N r  F r N M M
t t i i m t i mt
ot
ot
iii
−=− − − + =− − − + =
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
Forta normala in sectiunea de incastrare determinate de forta Ft,t  N
1ϕ [N]
]*[89,693)110 cos 110 (sin*
23395*5.0 100 cos* 1670]*[) cos (sin**5.0 cos*
m N N  N m N F N N
t t i i t it
ot
iii
=− + =− + =
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
Unghiul de incastrare φ 1[0]
o
io o
i
00130….90
==
ϕ ϕ
Raza medie a pistonului r m[mm]
67

][1925 43][
2
mm r r mmhd
r
mm p e
m
=−=−=
Efortul unitar in fibra exterioara determinat de forta F tin sectiunea φ 1,t
e σ  [MPa]
] [
*1* *
) *2(**6
* *2 MPa
hb N k
hr hhr
M
pt
i
p m p p m t
it
e


+++=ϕ ϕ σ
In care :
K- coeficientul de proportionalitate pentru bolt flotant
Ol p BZ b
E  A E  Ak
**11
+=
1 801.010*1.2*2,56510*15.1*26,25811
55
≤ =+=
k k
A b- aria sectiunii bucsei, [mm2]
] [26,258]30)5.22 30[(*
4] [] ) 2 [(*
4
22 22 2
mm A Amm d h d A
bbeb b eb b
=− ∗+ =−∗+ =
π π
A p– aria sectiunii piciorului bielei, [mm2]
] [6.596])5243( 43[*
4] []) 2 ( [*
4
22 22 2 2
mm A Amm h d d A
p p p e e p
=∗−− =∗−− =
π π
Efortul unitar in fibra exterioara determinat de forta F tin sectiunea φ 1,t
e σ  [MPa]
68

] [47,63.005,0*031,01*34, 1670*801.0
)005.0 019.0*2(*009.0005.0 019.0*6*21.10(*2] [
*1* *
) *2(**6
* *2
MPaMPa
hb N k
hr hhr
M
t
et
e pt
i
p m p p m t
it
e
−=+++− =
+−−=
σ σ σ ϕ ϕ
Efortul unitar in fibra interioara determinat de forta F tin sectiunea φ 1,t
iσ [MPa]
] [24.9005,0*031,01*34, 1670*801.0
)005.0 019.0*2(*005.0005.0 019.0*6*)21.10(*2] [
*1* *
) *2(**6
* *2
MPaMPa
hb N k
hr hhr
M
t
it
i pt
i
p m p p m t
it
i
=+−−− −=


+−−−=
σ σ σ ϕ ϕ
b). Solicitarea de compresiune:

][ 33808][ 4607 38415][max
N F  N F  N F F F
cct p c
=− =− =
Momentul incovoietor n sectiunea I-I determinat de forta F c,cM
1 ϕ , [N*m]
]*[ 834.6100 cos*1100 sin*
180100
2100 sin*018.0* 33808)100cos 1(*018.0*42.30 152.0]*[ cos*1sin*
180 2sin** ) cos 1(**
211
m N M M m N r F r N M M
ccm c mc
oc
oc
−=     − − − − + =     − − − − + =
ϕ ϕ ϕ
π ϕ
π ϕ ϕ ϕ ϕ
In care:
cM  0- momentul incovoietor in planul de simetrie V-V determinat de fo rta F c, in [N*m]
]*[ 152.033808*19*25.0* 10100 25.0]*[ *** 10
6116
m N M M  pentru am N r  F a M
c
oc
oom cc
o
=== ==
−−
ϕ
Forta nominala in sectiunea I-I determinate de forta F c,c N ϕ [N]
69

]*[38.141110cos*1110sin*
180110
2110 sin* 33808 110cos*42,30]*[ cos*1sin*
180 2sin* cos*
m N N N m N F N N
cccc
oc
=     − − + =     − − + =
ϕ ϕ ϕ
π ϕ
π ϕ ϕ ϕ ϕ
Efortul unitar in fibra exterioara, determinat de forta F c,c
e σ [MPa]
] [27,425*311*38.141*801,0
)005,0 019,0*2(*005,0005,0 019,0*6*)83,6(*2] [
*1* *
) *2(**6
* *2
MPaMPa
hb N k
h r hhr
M
c
ec
e pc
p m p p m c c
e
=+++− =


+++=
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
σ σ σ
Efortul unitar in fibra exterioara, determinat de forta F c,c
i σ [MPa]
] [04.475*311*38.141*801,0
)005,0 019,0*2(*005,0005,0 019,0*6*83,6*2] [
*1* *
) *2(**6
* *2
MPaMPa
hb N k
hr hhr
M
c
ic
i pc
p m p p m c c
i
−=+−−− −=


+−−−=
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
σ σ σ
c). Solicitarii de fretaj.
Presiunea de fretaj, p f [MPa]
70

] [48,53.0
10*15.130 3130 313.0
10*1.231 4131 41*35006.0 02.0. 3.0] [
*
52 22 2
52 22 22 22 2
2 22 2
MPa p p Poissonliu ul coeficient MPa
E d d d d
E d d d d d  s s p
  f    f   BZ eb ieb i
OLi ei e
im t
  f
=   
 

 
−−++
+−++==    
 

 
−−++
+−++=
ν ν ν
In care:
st – strangerea termica [mm]
][)17 120(*)10*10 10*18(*35120 150 ….10010*1010*18][) (*) (*
6 61 61 6
mm sC t C t  grd  grd mm t t d s
t o o oOL BZ o OL BZ i t
− − ==⇒ ===− − =
− −− −− −
α α α α
][0 2.0 m m st =
sm- strangerea la montaj [mm]
][ 006.0][ 008.0…..004.0
mm smm s
mm
==
Efortul unitar in fibra exterioara determinat de presiunea de f retaj p f ,  f
e σ
] [62.1431 4131*2*48,5] [*2*
2 222 22
MPaMPa
d d d  p
f
e f
ei ei
f  f
e
=−=−=
σ σ σ
Efortul unitar in fibra interioara determinat de presiunea de fr etaj p f ,  f
i σ
71

] [12,1431 4131 41*48,5] [ *
2 22 22 22 2
MPaMPa
d d d d  p
f
i f
ii ei e
f  f
i
=−+
=−+
=
σ σ σ
Efortul maxim in fibra exterioara, max σ   [MPa]
] [89,56422762,14] [
maxmaxmax
MPaMPat
e  f
e
=+ =+ =
σ σ σ σ σ
Efortul maxim in fibra exterioara, min σ   [MPa]
] [42.32)04.47( 62,14] [
minminmin
MPaMPac
e  f
e
−=−+ =+=
σ σ σ σ σ
Deformația piciorului pentru bolt flotant in biela, x dimaxδ   [mm]
] /['
21
* *10)90 (***8
62 3
m axm m N
I E r  F
O Lm t
di x∆ ≤−=ϕ δ
In care:
I-momentul de inertie, in [mm]
Eol- coeficientul de elasticitate al otelului, in [ mm]
Eol=2,1*105Mpa
] [
125*31] [
12*
4242
mm I mmhb I p
==
]/['
2100004.0'
21
91.322*10*1.2*10)90 100(*18* 3395*8] [91,322
maxmax 5 62 34
mm N mm I
didi
∆≤ =∆≤−==
δ δ
Calculul coeficientului de siguranta, c.
72

m vk t c
σ σ γ   ε β σ
* *
*1
Ψ+=−
aa
ccccc
≥==∗ +=
5…5.28,523,13 12.0 65,44*
9.0*9.01236
In care:
−k β coeficientul efectiv de concentrare la solicitarii variabile
1=k β
− γ   coeficientul de calitate al suprafetei pentru biele ecruisate
5,1…1,1= γ
Se adopta: 9.0= γ
− ε factor dimensional
ε= 0,9 conform [1, Fig 13,24 curba 4, pag 492]
ψ- coeficient ce depinde de caracteristica materialului
ψ=(0,12…0,2), conform [1, pag 491]
Se adopta ψ=0,12
] [23.13] [
2)42.32(89,58] [
2min max
MPaMPaMPa
mmm
=−+=+=
σ σ σ σ σ
MPaMPaOLC pentruOLC pentru
r r r
[ 236] [ 750*315.0750790…570*315.0
111
=====
−−−
σ σ σ σ σ σ
5.2.2. Calculul capului bielei :
73

Dimen siunile carac teristice mai raspând ite pentru profilul dublu T al bielei
sunt indicate în Tabelul 3.8 unde H reprezinta latimea talpilor. Daca latimea H
variaz a de la picior Hp la cap Hc pentru dime nsiun ile carac terist ice Hp si Hc sunt
date relatii tot în tabelul re spectiv. Calculul de verificare se dezvolta în sectiunea
mediana M-M a co rpului si în sectiune a minima m-m sub picior.
Relatii
][30][41*)74.0(][ *)135…1.1(][ *)1…48.0(][ *583.0][ *666.0][ *167.0][ *75.0
mm H mm H mm d H mm d H mm H cmm H hmm H amm H B
p pe pe p
========
Calculul solicitarilor in sectiunea m-m;
][12][66,11 20*583.0][5,13][20*666.0][5,3][20*167.0][15][20*75.0
11111111
mm cmm cmm hmm hmm amm amm Bmm B
== =======
Calculul solicitarilor in sectiunea d-d;
][14][24*583.0][16][24*666.0][4][24*167.0][18][24*75.0][24][20*2,1
22222222
mm cmm cmm hmm hmm amm amm Bmm Bmm H mm H
cc
==========
Calculul solicitarilor pentru secțiunea mediană M-M
74

13][
21412][
2][25,14][
2165,13][
275,3][
245,3][
2][5,16][
21815][
2][22][
224 20][
2
2 12 12 12 1
=+=+==+=+==+=+==+=+==+=+=
cmm cmmcccmm hmm hmmhhhamm ammaaamm Bmm Bmm B B Bmm H mm H mm H H
H c p
Forta de intindere (tractiune) in sectiunea minima m-m, F tm-m[N]
][ 3394][ 6062*558.0][ *max
N F N F N a mgp F
mmmmmm
t t p t
===
−−−
Efortul unitar de intindere,t σ [MPa]
] [M P a
A F
mmt t mm
−− = σ
75

] [09,19] [
75,1773394
MPaMPa
t t
==
σ σ
In care : A m-maria sectiunii m-m, in mm2
] [ 320] [25,14*1322*5,16] [* *
222
mm Amm Ammhe H  B A
mmmmmm
=− =− =
−−−
Forța de compresiune:
][ 35021][ 3394 38415][max
N F  N F  N F F  F
cct p cmm
=− =− =−
Efortul unitar de compresiune, c σ  [MPa]
] [
75,17735021] [
MPaMPa
A F
cmmc
c
==
−
σ σ
c σ  =197 [MPa]
Coeficient de corecție în plan de oscilație O-O:
76

155031220*27 22*3412* *001136.1
15503320** 00017,01*18* 100078.16. 54310320*28* 00017.0100017.010*1.2*360] [ 4686. 543101222*20 34*22sec12* *] [ 360] [ 390…340*** 1
3 33 32225 223 33 322
=−=−== +=+==+====Λ==−=− −−====+=
−−−
oooc
comm
coommoiiiieeOLeimm o
o
iihc H Bil k i AC k k k C C mm Ar l I I cc încastrarede planul de fața țiuni al inerțnede moment I hc H B I MPaOLC pentru MPa E C I Al C k
π σ σ π σ
Tensiunea de compresiune și flambaj în planul de oscilație:
77

][ 31310][ 4991 36301][][ 3410472.374.56*16.0 08.37
85.0*9.0120.214* *
*] [74.56] [
266.19 82.93] [
2] [ 3708] [
266.19 82.93] [
2] [66.19] [82.93] [85.93] [82.93* 001136.1] [ *] [82.93] [75.93* 00078.1] [ *
max max1min maxmin maxminminmaxmax0
max
N F N F N F F F N F F cccMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa k MPaMPaMPa k
cctr p ctr tr m vk t mmmvvvt occo
ccooc o
=− =− == ==+=Ψ+==+=+==−=−===========
−
σ σ
γ ε β σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ σ
Capul bielei:
][ 165,48 5,84*60.0][ *)72.0…55.0(][5,84
mm d mm D d mm D
M M
= ===
78

][84. 50008][ 06.450*5.43*)27.0 837.0( 4991][27.0][ 6361*026.0*) 050.0 082.0(*
4*
21]/[ 7850][ **) (*
4*
21:][82][6 224 50][ *2 *2 *2][50][2*2 46intint tan][ *2int][11][12….10][3][4…2][2][3…1. int ,][ **) (][2][5.2…9.0][38][51*5.0][ *)65.0…5.0(][51
22 232 22
max
N F N F kg mkg mmkg kg l D D mcapacului masamm Dmm Dmm h d h D Dcapaculuial exterior diametrul Dmm Dmm Dcapaculuial erior diametrul Dcapurilor al mediu diametrul numeșum ser șuruburilo axare d ța Dismm h d Dcapaculuial erior diametrul Dmm d mm d mm hmm hmm hmm hexterior si erior peretelui grosimeahh N r m m F F i cuzinetulua radială grosimea hmaneton fusului lungimea l i manetonulual exterior diametrul d mm hmm hmm l mm l mm d l mm d
t t capcapm ic ec capecece s i ic ececiciciccuz m icic s seeiie icap BM tr t cuz M M cuz cuz M M M M M
=− + ==− ==− ==+ ++ =+ + + =−=+ =−+ =−======−− + =−−−======
π ρ ρ π ω
79

] [ 1109] [
616*26] [
6*cov tan mod] [17][
122*26][
12*] [24] [226] [)4…2(] [16] [
122*24] [
12*sec ,] [4.0
* 1*023.0*][65][112*2 50][ *2.][5.43][
287][
2
442424332224434
mm W mm W mmhl W bielei capul pentru oiere înla ță rezisdeul W mm imm immhl imm l mm l mm l l mm imm immh l icapului respectivi cuzinetulu țiuni al inerțnede moment l iMPa
A A
W
iid F mm d mm d mm d h Dd capuluial mediu diametrul d mm r mm r mm sr
ccc M
cccccuz M
ccuz cuz M cuz cuz cuz cuz cuz
cuz cuz cuz cuz c
c
ccuz c
t cc s i ic cc
===−====− =− ====−



++
 
 

  +==+ + =+ + =−===
σ
−cuz c A A , aria secțiuni transversale a capului respectiv cuzinetului:
80

( )
( )
( )
( )
] [81.10] [
66.364 11. 36194.0
1322*
33. 1058119165*023.0*] [ 318] [ 50 54*
4][54][2*2 50][ *2] [ *
4] [36. 3231] [ 50 82*
4] [ *
4
22 2 22 2 222 2 22 2 2
MPaMPa F mm Amm Amm Dmm Dmm h D Dmm D D Amm Amm Amm D D A
t cuz cuz ecuz ecuz cuz ic ecuz ic ecuz cuz ccic ec c
=



++
     +==− ==+ =+ =− ==− =− =
σ σ π π π π
Deformația maximă a capului:
04.0 0009.0 )(21
)24 17(*10*1.265*84. 50008* 0024.0)(0858.031*) 00165.0(*)003.0…. 0003.0(21
) (*** 0024.0)(
max5 maxmax
≤ =∆≤+==∆=∆=∆∆≤+=
ccM cuz c OLc t
c
d d d I I E d F d
δ δ δ
81

Arborele cotit
Construcția arborelui cotit
Arborele cotit însumează momentele produse de fieca re cilindru și furnizează utilizatorului
momentul total. Rolul său este acela de a transforma mișcarea alternativă de translanție a pistonului în
mișcare de rotație. Manivela mecanismului bielă manivelă este rep rezentată de cotul arborelui cotit.
Parțile componente ale unui arbore cotit sunt (fig. 5.1):
Figura 5.1
– fusul maneton – pe care se articulează biela
– fusul palier – reprezintă lagarul de sprijin al arborelui cotit
– brațul – face legătura între fusul palier și fusul maneton
Un cot este format dintr-un fus maneton, cele doua brațe care îl încadrează și câte o jumătate
din fusurile palier învecinate.
Motoarele cu cilindri în linie au arbori cu un numă r de coturi egal cu numărul de cilindri, iar
cele cu cilindri în V au numărul de coturi egal cu jumătate din n umărul de cilindri.
În partea posterioară a motorului se fixează volantul și organ ele de legătură cu utilizatorul, iar la
partea anterioară se fixează elementele necesare pentru an trenarea unor sisteme auxiliare ( sistemul de
distribuție a gazelor, sistemul de răcire, sistemul de ungere etc .)
Arborele cotit este supus unor solicitări extrem de mari și, de aceea, este necesar să posede o
rigiditate deosebită. Acest lucru se poate realiza prin marirea dimensiunilor constructive, soluție
limitată de scaderea frecvenței vibrațiilor libere (din cauza cre șterii masei proprii) cu pericolul apariției
fenomenului de rezonanță în timpul funcționării.
82

Pentru a micșora masa o soluție posibilă este găuri rea fusurilor. Aplicând această soluție se
îmbunătățește rezistența la oboseală și se oferă posibilitatea de a aduce uleiul de ungere spre fusuri prin
interiorul arborelui cotit.
Micșorarea abaterilor de formă și poziție are o deo sebită importanță atât în ceea ce privește
fusurile cât și dispunerea coturilor. Caltatea supr afeței fusurilor este importantă pentru micșorarea
uzurilor.
Uzual, numărul de fusuri palier este cu unul mai ma re decât numărul de fusuri maneton. La
m.a.s. mai puțin solicitate există posibiltatea ca numărul de fusuri palier să fie mai mic decât cel a l
fusurilor maneton, caz în care unele brațe sunt comune pen tru două fusuri maneton alăturate.
La motoarele moderne brațele au o formă eliptică (f ig. 5.2a), care s-a dovedit avantajoasă în
ceea ce privește rezistența la solicitările mecanic e. La motoarele extrem de solicitate brațul poate
ajunge până la forma circulară (fig. 5.2b).
Figura 5.2
Prin suprapunearea s a fusurilor (fig. 5.2 a) se mărește rezistența la oboseală a arborelui.
Reducerea concentratorilor de tensiuni în zona de r acordare a fusurilor cu brațul se face prin
intermediul unor praguri (fig. 5.3). Ra cordarea fusului cu pragul se face fie cu o rază de racordare ( fig.
5.3a) fie cu degajări (fig. 5.3b).
Figura 5.3
Arborii cotiți pentru motoarele care echipează auto vehicule rutiere pot fi fabricați din oțel sau
din fontă.
83

Procedeul de obținere a semifabricatului pentru arb orii din oțel este forjarea în matriță, iar
arborii din fontă se realizează prin turnare.
Prin forjare în matriță nu se înrerup ceea ce reduce conce ntratorii de tensiuni.
Turn area are avan tajul că realizează mai ușor forma contragreutăților. La arborii din oțel
contragreutățile se fabrică separat și sunt fixate de arbore c u asamblări filetate.
5.2. Calculul arborelui cotit
În primul rând vor fi stabilite dimensiunile constr uctive ale arborelui cotit, după care urmează
calculul de verificare.
Dimensiunile caracteristice ale arborelui cotit sunt prezentate in fig ura 4.4.
unde:
l-lungimea unui cot (distanța dintre axele a doi cilindri consecutivi)
l=l P+lM+2.g
lP[mm] – lungimea fusului palier
dP[mm] – diametrul exterior al fusului palier
lM[mm] – lungimea fusului maneton (a fost adoptată la calculul capului b ielei)
dM[mm] – diametrul exterior al fusului maneton (a fost adoptat la calculul capului bielei)
dMi[mm] – diametrul interior al fusului maneton
b [mm] – lățimea brațului
g [mm] – grosimea brațului
ρ [mm] – raza de racordare a fusului cu brațul
Valorile recomandate pentru aceste dimensiuni sunt prezentate în tab 5.1.
84

Tabelul 5.1
Dimen-
siuneaMotor in linie Motor in V
m.a.s. m.a.c. m.a.s. m.a.c.
l (1,1….1,25)D (1,15….1,35)D (1,25..1,35)D (1,4…1,55)D
d p (0,6….0,8)D (0.7…0,85)D (0,65…0,75)D (0,7….0,75)D
l p
-fus
intermediar
-fus central
sau de capăt(0,5…0,6)d p
(0,75..0,85)d p(0,45…0,6)d p
(0,55…0,75)d p(0,5…0,7)d p
(0,7…0,88)d p(0,5…0,65)d p
(0,65…0,86)d p
dM (0,5…0,68)D (0,55…0,72)D (0,5….0,67)D (0,6…0,72)D
lM (0,45…0,62)d M (0,5…0,65)d M (0,45…0,62)d M (0,8…1)d M
dMi (0,6…0,8) d M (0,6…0,75) d M (0,6…0,8) d M (0,6…0,75) d M
b (1,7…1,9) dM (1,5…2) d M (1,7…1,9) d M (1,5…2) d M
g (0,15…0,35)
dM(0,2…0,35) d M (0,15…0,35)
dM(0,2…0,35) d M
ρ (0,06….0,09)
dM(0,07….1) d M (0,06…0,09)
dM(0,07….1) d M
H1=dP/2+3 … 8 mm (vezi fig. 5.4)
H1=dP/2+3 … 8 mm (vezi fig. 5.4)
H=H 1+H 2+r [mm] (vezi fig. 5.4)
85

][34][5
259][34][5
259][4][46 085.0][15][46*33.0][83][46*8,1][59][77*77.0][31][46*67.0][46][77*60.0][36][60*60.0][30][60*5.0][60][77*775.0][93][77*21.1
2211intint
mm H mm H mm H mm H mmmmmm hmm hmm bmm bmm d mm d mm d mm d mm d mm d mm l mm l mm l mm l mm d mm d mm l mm l
P  P M M MiM  Lcap Lcap L L L L
=+==+==∗ ===================
ρ  ρ
Verificarea fusurilor la presiunea de contact șși la încălzire:
Presiunea specifică pe fusul maneton
Presiunea specifică medie:
] [50…30][17.6][
31*529960][ 9960][
*
MPa pbar pbar p N Rbar
l d  R p
ad Mmed Mmed Mmed Mmed M M Mmed
Mmed
=====
86

] [60…40][90.3][
32*646000][
*] [50….30][44,2][
32*645015][
*: Pr ] [90…50][42.9][
31*5215200][
*
maxmaxmaxmax
maxmaxmaxmaxmax
max
MPa pbar pbar pbar
l d  R pMPa pbar pbar pbar
l d  R p palier fusul  pe specifică esiuneaMPa pbar pbar pbar
l d  R p
ad L L L L L L
Lad Lmed  Lmed  Lmed  L L Lmed
Lmed ad M M M M M M
M
============
Verificarea fusului la încălzire:
Pentru a aprecia acest fenomen sa introdus coefici entul de uzură .
Coeficientul de uzură pentru fusul maneton:
40,343604300*052,0*06,17,6106,107,1…05,1staniu- aluminiualiaj pentru400 -acoperirecu plumbcu bronzde aliaj pentru 350….400- plumbcu bronzde aliaj pentru250-aluminiucu staniude bazã pe aliaj pentru300…250-: admisibile Valorile60
33
=     ⋅===−≥     ⋅⋅=
M M M M
M m e d M
k k bielei oscila țsc de c o n t ținek n d  p k
π ξ ξ ξ π ξ
87

18,270604300*064,0*06,14,2406,107,1…05,1staniu- aluminiualiaj pentru400-acoperirecu plumbcu bronzdealiaj pentru 350….400- plumbcu bronzdealiaj pentru250-aluminiucustaniude bazã pealiaj pentru300…250-: admisibile Valorile60
33
=     ⋅===−≥     ⋅⋅=
L LM  L
Lmed L
k k bielei oscila țsc de c o n t ținek n d  p k
π ξ ξ ξ π ξ
Verificarea la oboseală.
Calculul fusului palier:
2 32 1 21 21 111
]*[*]*[]*[*]*[0]*[*]*[*
d sd d d sd  s  j s d i   j
  j  j s
M M m N r T M M m N M M m N r T M m N M m N r T M M m N r T M
=+ ====+==∑=
=
Tensiunile maxime și minime:
L Li L
PL PL PL PL
d d d W  palier fusuluial polar rezistențedeul W MPa
W M MPa
W M m N M m N M
*16) (*. mod] [ 10*] [ 10*]*[37.196]*[67.529
4 43 min
max3 max
maxminmax
−
=−==−==
π τ τ
88

2052.016.33516.3354.176*2] [16.335] [4.176*)9.1(] [ *)2…8.1(*2] [4.176] [ 315*)56.0(*)58.0…55.0(] [ 315] [ 700*)45.0(] [ *)52.0…44.0(] [ 700] [ 800….60025,14.1…1.128.1…1,15,2* *
*10*15.410*75.437.19610*19.1110*75.467.52910*75.4064.0*16) 034.0 064.0(*
min max001 000 1111 111116
min5 min6
max5 max54 4
τ τ τ τ τ τ τ τ τ τ τ τ σ τ σ σ σ σ σ σ γ  γ  ε β τ τ
γ  ε β τ τ τ τ τ π
τ τ τ τ τ τ
τ τ
−
==Ψ−
=Ψ===−
=Ψ===========Ψ+=−=−
====−
=
−−−−− −−−−−−−−
vr r r k mvk  PL PL
MPaMPaMPaMPaMPaOLC  pentruMPaOLC  pentruMPaOLC  pentruMPaOLC  pentruMPaOLC  pentruMPaalicede jeturicuecruizateOL pentruCIF căălir alicede jeturicuecruizateOL pentrucoboseală la siguranțideul Coeficient W W
89

e autoturism pentru cc cc
aammmvv
4…370.1052.3*10*052.0 10*67.7*
25.15.24.17610*52.32)10*15.4( 10*19.11210*67.72)10*15.4( 10*19.11
6 666 6min max66 6
≥≥ =+==−+=+==−−=
τ τ τ τ τ τ τ
alfa MII=M6M5 MIII M4 MIV
0 0,00 -145,71 -145,71 141,83 -3,88
15 402,58 -140,59 261,99 117,63 379,62
30 302,11 -91,85 210,26 79,76 290,02
45 148,94 -1,88 147,06 39,33 186,39
60 112,20 103,29 215,49 0,00 215,49
75 143,75 180,46 324,22 -39,38 284,84
90 185,70 190,42 376,12 -80,18 295,94
105 202,61 121,56 324,17 -119,18 204,99
120 186,30 0,00 186,30 -145,92 40,38
135 146,43 -123,31 23,12 -144,95 -121,83
150 97,01 -193,74 -96,73 -104,51 -201,24
165 47,41 -184,99 -137,58 -29,46 -167,04
180 0,00 -108,55 -108,55 50,33 -58,22
195 -40,31 -3,62 -43,93 85,63 41,70
210 -81,72 86,58 4,85 32,10 36,95
225 -120,57 135,90 15,33 -78,59 -63,26
240 -145,71 141,83 -3,88 0,00 -3,88
255 -140,59 117,63 -22,96 402,58 379,62
270 -91,85 79,76 -12,09 302,11 290,02
285 -1,88 39,33 37,45 148,94 186,39
300 103,29 0,00 103,29 112,20 215,49
315 180,46 -39,38 141,09 143,75 284,84
330 190,42 -80,18 110,24 185,70 295,94
345 121,56 -119,18 2,38 202,61 204,99
360 0,00 -145,92 -145,92 186,30 40,38
375 -123,31 -144,95 -268,26 146,43 -121,83
390 -193,74 -104,51 -298,25 97,01 -201,24
405 -184,99 -29,46 -214,45 47,41 -167,04
420 -108,55 50,33 -58,22 0,00 -58,22
435 -3,62 85,63 82,01 -40,31 41,70
450 86,58 32,10 118,67 -81,72 36,95
465 135,90 -78,59 57,31 -120,57 -63,26
480 141,83 0,00 141,83 -145,71 -3,88
495 117,63 402,58 520,21 -140,59 379,62
510 79,76 302,11 381,87 -91,85 290,02
90

525 39,33 148,94 188,27 -1,88 186,39
540 0,00 112,20 112,20 103,29 215,49
555 -39,38 143,75 104,38 180,46 284,84
570 -80,18 185,70 105,52 190,42 295,94
585 -119,18 202,61 83,43 121,56 204,99
600 -145,92 186,30 40,38 0,00 40,38
615 -144,95 146,43 1,49 -123,31 -121,83
630 -104,51 97,01 -7,50 -193,74 -201,24
645 -29,46 47,41 17,95 -184,99 -167,04
660 50,33 0,00 50,33 -108,55 -58,22
675 85,63 -40,31 45,32 -3,62 41,70
690 32,10 -81,72 -49,63 86,58 36,95
705 -78,59 -120,57 -199,16 135,90 -63,26
720 0,00 -145,71 -145,71 141,83 -3,88
Calculul fusului maneton:
Este supus la încovoere și compresiune .Modelul de calcul es te valabil pentru un cot
care se sprijină pe două reazeme și este încărcat cu forțe concantrate cunoscute.
Reacțiunile din reazeme es determină din ecuația de echilibru ale forțelor și momentelor.
Forțele care acționează asupra fusului maneton se descompu n după două direcții:una
normală situată în planul cotului și ceal altă tangentă la fusul maneton.
RM RB B j j
F F Z Z  forțo de tabelul din T T
+ + == ) (
− B Z componenta radială a forței în lungul bielei
− RB F forța de inerție a masei bielei a ferente mișcări de rotație
][ **][ **
22
N r m F  N r m F
M RM  BM RB
ω ω
==
Reacțiunile din reazemul stâng:
) ( *5.0*5.0
Rc Rb J S S
F F Z Z T T
− + ==
Rb F -forța de inerție determinată de masele neechilibrate ale brațului
Rc F -forța de inerție a contragreutăților
2
cot **) ( ω r m m F M Rb − =
Rc F -se stabilește la diagrama polară
Momentul încovoetor în plan tangențial:
91

hl aal F F Z l M T l T l M
L Rc Rb s Z s T
+=− − + == =
2) *5.0(*) ( **5.0**25.0 **5.0
alfa T ZB Zj Zs MT MZ M0 Mtau
0 4283 -4247 -12228 -4175 99,58 -159,23 -180,54 89,28
15 3366 -5184 -13165 -4644 78,27 -181,03 -179,29 452,84
30 2230 -5649 -13630 -4876 51,85 -191,83 -166,89 338,52
45 1090 -5804 -13785 -4954 25,34 -195,44 -149,61 210,09
60 0 -5399 -13380 -4751 0,00 -186,02 -124,47 215,49
75 -927 -4935 -12916 -4519 -21,54 -175,23 -101,24 264,69
90 -1879 -4759 -12740 -4431 -43,68 -171,13 -82,05 255,08
105 -2772 -4269 -12250 -4186 -64,44 -159,74 -59,00 144,70
120 -3350 -3321 -11302 -3712 -77,88 -137,71 -34,27 -32,47
135 -3232 -1981 -9962 -3042 -75,14 -106,55 -15,45 -192,12
150 -2112 -650 -8631 -2376 -49,09 -75,60 -14,10 -247,17
165 -43 -1 -7982 -2052 -1,01 -60,52 -39,75 -167,98
180 2374 -647 -8628 -2375 55,21 -75,54 -91,57 -6,58
195 4149 -2694 -10675 -3398 96,45 -123,12 -154,06 131,93
210 4377 -5512 -13493 -4807 101,78 -188,64 -201,86 132,16
225 2794 -7950 -15931 -6027 64,97 -245,34 -212,45 -2,48
240 0 -8913 -16894 -6508 0,00 -267,72 -179,14 -3,88
255 -2835 -8065 -16046 -6084 -65,91 -248,01 -116,97 317,96
270 -4454 -5608 -13589 -4855 -103,55 -190,88 -50,77 193,15
285 -4253 -2761 -10742 -3432 -98,87 -124,69 -9,96 93,90
300 -2496 -680 -8661 -2392 -58,02 -76,30 -7,94 161,21
315 -83 2 -7979 -2050 -1,94 -60,44 -39,01 283,03
330 1990 -612 -8593 -2358 46,27 -74,73 -84,39 339,23
345 3124 -1915 -9896 -3009 72,64 -105,01 -124,25 272,94
360 3260 -3233 -11214 -3668 75,81 -135,66 -147,11 111,30
375 2704 -4165 -12146 -4134 62,87 -157,32 -151,99 -63,01
390 1834 -4645 -12626 -4374 42,63 -168,48 -144,42 -161,36
405 904 -4815 -12796 -4459 21,02 -172,45 -131,02 -147,38
420 0 -4848 -12829 -4476 0,00 -173,22 -115,91 -58,22
435 -905 -4821 -12802 -4462 -21,05 -172,58 -99,84 22,01
450 -1843 -4669 -12650 -4386 -42,86 -169,05 -81,27 -3,14
465 -2740 -4219 -12200 -4161 -63,70 -158,59 -58,78 -122,85
480 -3355 -3326 -11307 -3715 -77,99 -137,83 -34,26 -76,84
495 -3332 -2042 -10023 -3073 -77,47 -107,98 -14,68 307,15
510 -2403 -739 -8720 -2421 -55,86 -77,68 -10,47 237,76
525 -677 -18 -7999 -2060 -15,75 -60,91 -29,05 171,66
92

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Edoc.pub Proiect Ccmai Motor Cu Ardere Interna [603368] (ID: 603368)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Edoc.pub Proiect Ccmai Motor Cu Ardere Interna [603368]

Copyright Notice

Teza are un volum de 64 pagini informația fiind organizată în 2 capitole, completate de 2 anexe, 62 figuri, un tabel și o schemă. [310227]

Mujdar Catalin 25.06.2017 A [309032]

CONFERENȚIAR PROF. DR. ANDREEA CRISTINA STAICU [604537]

I N T R O D U C E R E ………………………….. ………………………….. …………………………….. [629875]

_____________________________ [613656]

Medierea in materie penală pentru organele [606014]

Copyright Notice

Similar Posts