I. MOTOARE DE PROPULSIE NAVALE 9 L1. Organele fixe ale motoarelor cu ardere intern ă 11 L2. Organele mobile ale motoarelor cu ardere intern ă. 20 L3…. [606618]

MIHAI SIMIONOV
MARIANA LUPCHIAN

INDRUMAR DE
LABORATOR

MOTOARE DE PROPULSIE
NAVALE

INSTALAȚII DE MAȘINI

Pentru uz didactic

Editura GUP
GALA ȚI – 2018

5

CUPRINS

Prefa ță

I. MOTOARE DE PROPULSIE NAVALE 9

L1. Organele fixe ale motoarelor cu ardere intern ă 11

L2. Organele mobile ale motoarelor cu ardere intern ă. 20

L3. Organele fixe si mobile ale turbinelor cu abur și gaze 35

L4. Stabilirea elementelor de distribu ție la motoarele cu
aprindere prin comprimare in patru timpi 46

L5. Stabilirea elementelor de distribu ție la motoarele cu
aprindere prin comprimare în doi timpi 54

L6. Determinarea pe cale experimental ă a parametrilor
efectivi la motoarele cu aprindere prin comprimare 60

L7. Determinarea pe cale experimental ă a pierderilor
mecanice la motoarele cu aprindere prin
comprimare 69

L8. Bilan țul energetic al motoarelor cu aprindere prin
comprimare 80

L9. Determinarea pe cale experimental ă a caracteristicii
de elice (propulsie) 91

L10. Determinarea pe cale experimental ă a raportului
volumetric de comprimare, a coeficientului
volumetric de umplere și a coeficientului gazelor
reziduale 101

L11. Determinarea caracteristicilor de sarcin ă ale
motoarelor cu aprindere prin comprimare 108

6
II. INSTALA ȚII DE MA ȘINI 119

L1. Instala ții de alimentare cu combustibil ale motoarelor
navale 121

L2. Instala ții de ungere ale motoarelor navale 134

L3. Instala ții de răcire ale motoarelor navale 140

L4. Instala ții de pornire ale motoarelor navale 145

L5. Instala ții de inversare sens de rota ție a arborelui
cotit la motoarele navale 150

L6. Opera țiile de preg ătire pentru punerea în
func țiune si inversarea sensului de rota ție la
motoarele navale 153

L7. Instala ția de propulsie cu elice cu pas reglabil 165

Bibliografie 172

7
PREFA ȚĂ

Îndrumarul de laborator cuprinde lucr ările practice ale disciplinelor:
Motoare de Propulsie Navale și Instala ții de Ma șini. Aceste discipline sunt cuprinse
în planul de înv ăță mânt al Facult ății de Arhitectur ă Naval ă, la specializ ările:
arhitectură naval ă și sisteme și echipamente navale.
La disciplina Motoare de Propulsie Navale, se vor efectua o serie de lucr ări
practice de cunoa ștere a motoarelor navale, a par ților fixe și mobile din componen ța
acestora și diverse determin ări ce se fac în mod uzual pe standurile de construc ție și
repara ții motoare.
La disciplina Instala ții de Ma șini, sunt propuse a se efectua lucr ări practice
de cunoa ștere a instala țiilor auxiliare ale motoarelor navale și anume: instala ția de
alimentare cu combustibil, instala ția de ungere, instala ția de răcire, instala ția de
pornire și instala ția de inversare a sensului de rota ție a elicei (pentru cazul
instala țiilor de propulsie prev ăzute cu propulsoare de tipul elice cu pas fix și elice cu
pas reglabil). De asemenea, se va prezenta și modul în care se preg ătesc aceste
instala ții în vederea pornirii și invers ării sensului de rota ție al arborelui cotit.
Lucr ările de laborator se vor desf ășura pe standurile din Laboratorul de
Ma șini Navale.

Autorii

8

MOTOARE
DE
PROPULSIE
NAVALE

11
1. ORGANELE FIXE
ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERN Ă

I. Scopul lucr ării: Cunoa șterea principiului de func ționare al
motoarelor cu ardere intern ă folosite în propulsia naval ă, a organelor
fixe din care sunt alc ătuite și a diverselor lor forme constructive.
I.2. Schema unui motor cu ardere intern ă

Fig. I.1.1. Sec țiune transversal ă prin motor. [14]

12

Elementele componente din figura I.1.1 sunt:
1. șuruburi de fixare a chiulasei;
2. injector;
3. chiulasa;
4. cilindru;
5. căma șa de cilindru;
6. piston;
7. biela;
8. șuruburi de împingere a cuzinetului arborelui cotit;
9. cuzinetul fusului palier;
10. carter inferior;
11. carter superior;
12. tirant.

II. Organele fixe ale motorului cu ardere intern ă

Organele fixe ale unui motor cu aprindere prin comp rimare sunt ([1],
[3], [7]):
– blocul motor;
– carter;
– lag ărele paliere ale arborelui cotit;
– cilindri.

II.1. Blocul motor

Blocul motor determin ă construc ția general ă a motorului și
condi ționeaz ă gabaritul, durabilitatea și pre țul de cost al acestuia. El este
supus la:
– solicit ări termice (prin dilatare);
– solicit ări mecanice produse de for țele de iner ție și de momentele
acestora;
– solicit ări statice care apar la opera țiunile de montaj (prin strângerea
șuruburilor).
Blocul motor cuprinde cilindri motorului, în jurul lor fiind dispus spa țiul
de r ăcire. Camera de r ăcire din jurul cilindrilor are grosimea pere ților de 6 –
12 mm, iar grosimea stratului de ap ă nu poate fi mai mic ă de 6 – 7 mm din
cauza dificult ăților de turnare.
Lungimea motoarelor cu ardere intern ă depinde în principal de:
– distan țele dintre axele cilindrilor;
– num ărul de lag ăre paliere;
– lungimea fusului maneton;
– tipul lag ărului palier;
– tipul de c ămașă de cilindru;
– grosimea stratului de fluid de r ăcire.

13
Dimensiunile în plan transversal ale motorului se s tabilesc luând o
distan ță minim ă de 10 -15 mm fa ță de traiectoria exterioar ă a capului bielei
și ținând cont și de amplasarea arborelui cu came.
Pentru ungere nu se folosesc țevi, deoarece se pot rupe sau desface și
totodat ă ele oxideaz ă uleiul de ungere. De aceea, ungerea se face prin c anale
practicate în blocul motor.
Lagarele paliere ale arborelui cu came se amplaseaz ă în pere ții
transversali ai carterului în care este sus ținut arborele cu came.
La motoarele cu ardere intern ă lente și semirapide de puteri mari și
mijlocii, blocul cilidrilor se execut ă din sau mai multe buc ăți, fiecare unitate
cuprinzând 2 -3 cilindri, prelucrarea suprafe țelor de cuplare f ăcându-se pe
ma șini unelte.

II. 2. Carterul

Destina ția carterului este de a sus ține blocul motor și de a fixa
cilindrii independen ți (la motoarele r ăcite cu aer).

Fig. I.1.2. Carterul motorului MAN [15].

În figura I.1.2 este prezentat ă o vedere a carterului motorului MAN:
1. carterul superior;
2. carterul inferior (batiul, placa de baz ă).

14
Carterul este format din dou ă p ărți: carterul superior și carterul
inferior, separate printr-un plan orizontal. Pere ții transversali ai carterului
cuprind lag ărele paliere de sus ținere a arborelui cotit.
O cerin ță principal ă pentru carter este rigiditatea superioar ă,
deoarece în caz contrar, din cauza solicit ărilor termo-mecanice foarte mari,
apar deforma ții care compromit coaxialitatea lag ărelor paliere, înr ăut ățesc
ungerea lag ărelor și m ăresc uzura lor și, în plus, în arborele cotit se
genereaz ă tensiuni suplimentare.
Rigiditatea carterului se ob ține prin:
– nervurarea pere ților transversali;
– mărirea num ărului de lag ăre paliere (planul de separare a carterului
se va situa sub planul de separare a lag ărului);
– folosirea blocului-carter;
– utilizarea carterului tunel.
Carterul tunel nu are plan de separare orizontal, a stfel c ă arborele
cotit se introduce frontal. La aceste motoare, drep t lag ăre, se vor utiliza
rulmen ți sau lag ăre de rostogolire.
Carterul inferior pentru motoarele de putere mic ă și de putere
mijlocie are lag ăre paliere suspendate iar construc ția acestuia se realizeaz ă
din tabl ă ambutisat ă sau prin turnare din aliaje u șoare și mai rar font ă (cazul
motoarelor D36M și D103 din laborator). Carterul inferior cuprinde b aia de
ulei în care se fixeaz ă sorbul prin care pompa de ungere aspir ă uleiul de
ungere. Fixarea carterului inferior de cel superior se face prin șuruburi,
etan șarea asigurându-se cu o garnitur ă (de plut ă, în general).
La motoarele cu ardere intern ă în doi timpi pe fundul carterului
inferior este prev ăzut ă o scurgere (sit ă), de unde uleiul de ungere trece într-
un tanc de circula ție situat sub acesta.
La motoarele cu ardere intern ă lente și semirapide carterul inferior,
sau placa de baz ă, este prev ăzut cu lag ăre paliere de tipul rezemat, fiind o
construc ție realizat ă prin sudare. Lonjeronii și traversele sunt executate cu
pere ți simpli.
Pentru fixarea motorului pe funda ție, placa de baz ă este prev ăzut ă de
fiecare parte cu un singur rând de g ăuri pentru buloanele de ancorare, u șor
accesibile.
Părțile inferioare din lag ărele paliere vor fi incorporate în placa de
baz ă, ceea ce va permite o execu ție u șoar ă și compact ă, reducându-se
lungimea motorului.

II.3. Lag ărele arborelui cotit

Lag ărele paliere au rolul de a fixa arborele cotit în c arterul motorului,
permi țându-i o mi șcare de rota ție cu rezisten țe mici.
La motoarele cu cilindri verticali se folosesc dou ă tipuri de lag ăre
paliere ([1], [3], [7]):
– lag ăre suspendate, utilizate la motoarele de puteri mic i;
– lag ăre rezemate, utilizate în cazul motoarelor de puter e mare.

15
În cazul lag ărelor suspendate, partea superioar ă a lag ărului se toarn ă
împreun ă cu carterul superior, iar partea inferioar ă se fixeaz ă de partea
superioar ă cu șuruburi sau prezoane și sus ține arborele cotit. În acest fel,
for țele sunt preluate numai de carterul superior, care cuprinde și t ălpile de
fixare.
Cuzinetul lag ărului palier este format dintr-un corp cilindric de oțel
sec ționat cu un plan orizonat, pe care se aplic ă un strat sau dou ă de metal
antifric țiune. Rotirea cuzinetului este împiedicat ă cu ajutorul unor
proeminen țe sau cu știfturi, pentru a se evita acoperirea orificiului d e ungere
cu ulei.

II.4. Căma șa de cilindru

Fig. I.1.3. C ăma șa de cilindru a motorului MAN [15].

Rolul cămăș ii de cilindru (Fig. I.1.3) este de a conduce (ghid a)
pistonul, prin deplasarea acestuia în interiorul ci lindrului, realizându-se în
acest mod procesul de lucru al motorului.
Căma șa de cilindru este supus ă la solicit ări mecanice produse de
for țele gazelor de ardere și la solicitari termice, suprafa ța interioar ă fiind în
contact cu gazele de ardere, iar cea exterioar ă în contact cu apa de r ăcire.
Căma șa de cilindru se deformeaz ă static sub ac țiunea for țelor de
strângere a șuruburilor la montaj și datorit ă dilat ării; dinamic sub influen ța
presiunii gazelor și for țelor normale ale pistonului. Temperatura c ăma șii de
cilindru scade în direc ție radial ă și longitudinal ă.
Pentru uniformizarea deform ării cilindrului se m ăre ște num ărul de
șuruburi de fixare a chiulasei, ceea ce duce la mic șorarea for ței de
prestrângere și la repartizarea ei mai uniform ă.
Cerin țele care se impun c ămăș ii de cilindru:
– rezisten ța mecanic ă corespunz ătoare la solicit ările produse la for țele
gazelor de ardere;

16
– rezisten ța la uzur ă și bune propriet ăți antifric țiune și anticorozive ale
cămăș ii pe partea interioar ă (oglinda cilindrului).
La motoarele în patru timpi semirapide și rapide, ungerea cilindrului
se realizeaz ă prin cea ța de ulei din carter și prin stropire (barbotare). În cazul
motoarelor rapide, cantitatea de ulei care ajunge p e c ăma șa de cilindru este
atât de mare încât este nevoie s ă se instaleze un segment raclor la partea
inferioar ă a pistonului, pentru a aduna surpusul de ulei cazu l motorului
MAN din laborator).
Principalele propriet ăți ale materialelor utilizate la construc ția
cămăș ilor de cilindru sunt:
– rezisten ța superioară la solicit ări mecanice;
– rezisten ță înalt ă la uzur ă abraziv ă și coroziv ă;
– propriet ăți antifric țiune superioare;
– turnare u șoar ă.
Dup ă modul de r ăcire al c ămăș ilor de cilindru vom avea:
– motoare cu c ăma și umede, la care agentul de r ăcire intr ă în contact
cu căma șa de cilindru (este cazul motorului MAN);
– motoare cu c ămăș i uscate, la care agentul de r ăcire nu intr ă în contact
cu c ăma șa de cilindru (c ăma șa se monteaz ă prin presare în blocul
motor).

II. 5. Chiulasa

Împreun ă cu pistonul și c ăma șa de cilindru, chiulasa delimiteaz ă
spa țiul în care evolueaz ă fluidul motor.
Chiulasa este supus ă la ([1], [3], [7]):
– solicit ări mecanice, generate de for țe de strângere a șuruburilor la
montajul pe cilindru de for ța de presiune a gazelor de ardere;
– solicit ări termice, care provoac ă deforma ții și, uneori, fisuri la
chiulas ă, ca urmare a înc ălzirii inegale a diferitelor zone de chiulas ă.
În func ție de m ărimea motorului, chiulasele pot fi:
– individuale (Fig. I.1.4, Fig. I.1.7), pentru motoar ele semirapide de
putere medie și mare și motoarele lente;
– monobloc (Fig. I.1.5), pentru motoarele semirapide de putere mic ă și
rapide (în laborator la motoarele D36M, D103 și D115).

17

Fig. I.1.4. Chiulasa motorului MAN – vedere. 1 – ch iulasa individual ă; 2 – canale de
evacuare gaze de ardere; 3 – șuruburi de prindere a chiulasei de blocul de cilind ru;
4 – blocul de cilindri [15].

Fig. I.1.5. Motorul D103. 1 – chiulasa monobloc; 2 – bloc de cilindri; 3 –
carter superior; 4 – carter inferior (baie de ulei) [15].

18
Cerin țele care se impun la realizarea chiulasei sunt ([1] , [3], [7]):
– rezisten ță mecanic ă și rigiditate corespunzatoare, ceea ce se ob ține
mai u șor la chiulasele monobloc;
– galeriile de evacuare și admisie se vor realiza cu racorduri cu varia ții
lente de sec țiune și de direc ție, astfel ca pierderile locale de vitez ă de
curgere și de presiune s ă fie minime;
– grosimea pere ților va fi cât mai uniform ă, evitând aglomerarea de
material care poate conduce la apari ția de concentratori de tensiuni
termo-mecanice;
– spa țiile de r ăcire s ă fie suficient de largi pentru acces u șor al apei de
răcire;
– punctele de intrare și ie șire a apei de r ăcire se vor alege astfel încât s ă
se reduc ă diferen țele de temperatur ă între cele dou ă fe țe ale pere ților
chiulasei;
– se vor evita zonele de colectare și blocare a aerului degajat din apa
de r ăcire prin înc ălzirea ei (de aceea, la motoarele navale de putere
medie și mare se prev ăd dezaeratoare);
– forma pere ților chiulasei trebuie astfel aleas ă încât tensiunile termo-
mecanice din timpul func țion ării s ă ac ționeze în sens contrar cu cele
rămase de la opera țiunile de turnare;
– forma camerei de ardere se alege ca s ă rezulte un proces de ardere
cât mai optim.
Construc ția chiulasei depinde de procedeul de aprindere, de modul
de formare a amestecului aer – combustibil, de num ărul de timpi ai
motorului și de modul de r ăcire a motorului.
Strângerea șuruburilor de chiulas ă se face într-o anumit ă ordine
pentru a se evita deformarea neuniform ă a garniturii de chiulas ă și a chilasei.
Materialele folosite pentru construc ția chiulasei trebuie s ă aib ă o
rezisten ță mecanic ă corespunzatoare și la temperaturi înalte, o conductivitate
termic ă bun ă și propriet ăți bune de turnare.
În figura I.1.6 este prezentat ă o chiulas ă cu loca șurile de montaj ale
accesoriilor: 1 – orificiu pentru supapa de pornire (lansare); 2 – orificiu
pentru supapa de siguran ță ; 3 – supape de admisie; 4 – supape de evacuare; 5
– injector; 6 – șuruburi de fixare a chiulasei de blocul de cilindri .

19

Fig. I.1.6. Chiulasa motorului MAN f ără accesorii.

În figura I.1.7 este prezentat ă o chiulas ă individual ă complet
echipat ă.

Fig. I.1.7. Chiulasa motor MAN echipat ă cu accesorii [15].

20
2. ORGANELE MOBILE
ALE MOTOARELOR CU ARDERE INTERN Ă

I. Scopul lucr ării: Cunoa șterea principiului de func ționare a motoarelor cu
ardere intern ă folosite în propulsia naval ă, a organelor mobile din care sunt
alc ătuite și a diverselor lor forme constructive.

Organele mobile ale mecanismului motor sunt din:
– grupa pistonului;
– grupa bielei;
– arborele cotit;
– mecanismul de distribu ție.

II. Grupa pistonului – cuprinde:
– pistonul;
– tija pistonului, la motoarele cu ardere intern ă cu cap de cruce;
– segmen ții de piston.
Rolul grupei piston ([1], [3], [7]):
– prime ște și transmite for țele datorate presiunii gazelor din cilindru,
grupei bielei;
– transmite componentele normale ale for țelor ce ac ționeaz ă asupra
grupei piston la pere ții cilindrului sau pe glisierele capului de cruce;
– asigur ă etanșietatea cavit ății de lucru a cilindrului (împotriva
pătrunderii aerului de baleiaj la motoarele cu aprind ere prin
comprimare în doi timpi);
– îndepline ște rol de organ de distribu ție de tip sertar (la motoarele cu
aprindere prin comprimare în doi timpi);
– asigur ă transmiterea unei frac țiuni din c ăldura degajat ă prin arderea
combustibilului;
– asigur ă o combinare organizat ă a amestecului dintre aer și
combustibil;
– asigur ă rolul pompei de baleiaj la motoarele cu aprindere prin
comprimare în doi timpi.
Forma capului pistonului este dat ă de:
– metoda de formare a amestecului carburant;
– condi ția de evacuare a fluxului de c ăldur ă, rezultat prin arderea
combustibilului, c ătre fluidele de r ăcire, protejând segmen ții acestuia
și în primul rând primul segment denumit și segmentul de foc.
Părțile componente ale pistonului sunt (fig. I.2.1) ([1 ], [3], [7]):
1 capul pistonului;
2 regiunea port-segmen ți, în care sunt practicate canalele în care se
monteaz ă segmen ții;
3 mantaua (fusta) în care se ghideaz ă pistonul în cilindru;
4 umerii pistonului, în care se fixeaz ă bol țul;
5 segmentul de etan șare;
6 segmentul de ungere.

21
La motoarele cu aprindere prin comprimare în doi ti mpi mai intervin:
– proeminen țele mantalei, în care se fixeaz ă tija pistonului;
– dispozitivele de prindere a tuburilor instala ției de r ăcire a capului
pistonului.
Răcirea capului pistonului se face astfel:
– prin intermediul nervurilor, dispuse pe fundul pist onului;
– cu ap ă;
– cu ulei.

Fig. I.2.1. P ărțile componente ale pistonului [15].

În figura I.2.2 sunt prezentate forme ale capului p istoanelor la
motoarele cu ardere intern ă navale:
a, b, c – se aplic ă la motoarele navale în doi timpi de mare putere;
d, e, f – se aplic ă în special la motoarele în patru timpi (camera de
ardere este amplasat ă în capul pistonului);
g, h, i – se întâlnesc la motoarele în doi timpi;
j, l, m – se folosesc în exclusivitate la motoarele în doi timpi cu
pistoane opuse.

22

Fig. I.2.2. Forme ale capului pistonului ([1], [3], [7]).
Măsuri privind repartizarea uniform ă a fluxului de c ăldur ă în
regiunea port-segmen ți:
– desc ărcarea termic ă a primului segment prin plasarea primului
segment sub fundul pistonului (fig. I.2.3a);
– desc ărcarea termic ă a primului segment (segmentului de foc) prin
practicarea unui san ț pentru abaterea fluxului de c ăldur ă (fig. I.2.3b);
– executarea canalelor de segmen ți prin inser ții de materiale dure,
refractare (fig. I.2.3c);
– protec ția primului segment prin amplasarea la partea super ioar ă a
unui inel protector (fig. I.2.3d).

Fig. I.2.3. M ăsuri privind repartizarea uniform ă a fluxului de c ăldur ă
în regiunea port-segmen ți ([1], [3], [7]).

23

Condi țiile tehnice care se impun pistoanelor de motoare D iesel
navale:
– suprafa ța exterioar ă a capului pistonului și suprafe țele cilindrice ale
canalelor pentru segmen ții de ungere trebuie s ă fie concentrice,
abaterea maxim ă fiind de max. 0.1 mm;
– diferen ța de greutate a unui set de pistoane s ă fie minim ă.
La motoarele cu aprindere prin comprimare cu cap de cruce navale
se folosesc pistoane formate din buc ăți, care se îmbin ă prin intermediul
șuruburilor de cuplare.

Tija pistonului , realizeaz ă leg ătura dintre piston și traversa capului
de cruce, la motoarele cu aprindere prin comprimare cu cap de cruce.
Uneori, prin tija pistonului se organizeaz ă canale pentru circula ția fluidului
de r ăcire a capului pistonului, fiind prev ăzute tuburi speciale (dispozitiv
telescopic).
Materialele folosite pentru construc ția pistoanelor sunt:
a) fonte cenu șii;
b) fonte maleabile;
c) fonte aliate;
d) fonte aliate speciale (cu V, Cu, Ti, CR);
e) oțeluri refractare;
f) aliaje de aluminiu (silumin pe baz ă de Si, duraluminiu pe baz ă de
Cu).

Bol țul , are rolul de a realiza îmbinarea articulat ă între piston și
piciorul bielei. Forma sa este tubular ă.
Dup ă procedeul de montare a bol țului se deosebesc:
a) bol ț liber în umerii pistonului și fixat în piciorul bielei;
b) bol ț liber în biel ă și fixat în umerii pistonului;
c) bol ț liber atât în piciorul bielei cât și în umerii pistonului (bol ț
flotant).
Bol ț fixat în biel ă se întâlne ște rar, în timp ce bol țul flotant este mult
utilizat la motoarele de trac țiune.
La pistoanele prev ăzute cu bol ț flotant, deplasarea axial ă a bol țului
este împiedecat ă cu ajutorul unor pastile sau a unor siguran țe inelare.

Segmen ții – reprezint ă inele elastice care se monteaz ă în canalele din
piston pentru a asigura etan șarea între piston și cilindru și pentru a realiza o
bun ă repartizare a uleiului pe suprafa ța de lucru a cilindrului și îndep ărtarea
uleiului în exces.
Dup ă func ția pe care o îndeplinesc, vom întâlni:
– segmen ți de comprimare (de etan șare);
– segmen ți de ungere (raclori).
Segmen ții de piston au de asemenea rolul de a transmite sp re cilindru
o parte important ă din c ăldura primit ă de piston de la gazele de ardere.

24
Pentru a asigura o bun ă etan șare, segmen ții trebuie s ă se înscrie
perfect în cilindru; în stare liber ă, segmen ții au o form ă bine precizat ă (pu țin
diferit ă de cea circular ă), astfel încât dup ă montarea în cilindru, ei s ă exercite
o presiune elastic ă pe suprafa ța cilindrului.

Fig. I.2.4. Forme diferite ale sec țiunii segmen ților de comprimare
([1], [3], [7]).

Fig. I.2.5. Schema de func ționare a segmen ților de ungere ([1], [3],
[7]).

La unele motoare se monteaz ă în canal, între segment și peretele
pistonului, un inel elastic numit expandor; rolul e xpandorului este de a m ări
presiunea exercitat ă de segment pe peretele cilindrului și de a compensa
reducerea elasticit ății segmentului dup ă o perioad ă mai îndelungat ă de
func ționare.

25
În figura I.2.4 sunt prezentate diferite forme ale sec țiunii segmen ților
de comprimare, iar în figura I.2.5 este dat ă schema de func ționare a
segmen ților de ungere. Elementele componente din figura 5 sunt: 1, 3 –
găuri în piston pentru evacuarea uleiului de ungere; 2 – gaur ă în segment
pentru evacuarea uleiului de ungere.
Segmen ții de ungere sunt prev ăzu ți cu canale radiale și cu g ăuri, prin
care uleiul colectat de pe cilindru se poate scurge spre interiorul pistonului.
Segmen ții se execut ă din font ă cu adaos de elemente de aliere cum ar
fi: crom, siliciu și mangan.

Mecanismul de distribu ție – asigur ă deschiderea și închiderea
orificiilor de admisie și de evacuare, precum și umplerea cilindrilor cu aer
proasp ăt și ie șirea gazelor de ardere din cilindru.
La motoarele în doi timpi pistonul serveste și ca organ de distribu ție,
având rolul de a deschide și de a închide ferestrele de admisie (baleiaj) și de
evacuare practicate în pere ții cilindrului.
La motoarele în patru timpi, mecanismul de distribu ție este alc ătuit
din urm ătoarele elemente principale:
– supapele, cu anexele lor;
– organele de transmitere a mi șcării la supape;
– arborele cu came (arborele de distribu ție).
Supapele pot fi plasate în chiulas ă, la partea superioar ă a cilindrului
(supape în cap), sau pot fi plasate în blocul cilin drilor (supape laterale).

26

Fig. I.2.6. Mecanismul de distribu ție al motorului (schema de
ac ționare a supapei la un motor cu supapele în cap) ([ 1], [3], [7]).

La motoarele în patru timpi de puteri mici și mijlocii se utilizeaz ă
întotdeauna dou ă supape pentru fiecare cilindru; la unele motoare n avale de
puteri mijlocii și mari se monteaz ă la fiecare cilindru câte dou ă supape de
admsie și de evacuare, în scopul îmbun ătățirii procesului de umplere a
cilindrului cu amestec proasp ăt sau pentru a se mic șora dimensiunile
supapelor.

27
În figura I.2.6 este prezentat un mecanism de dist ribu ție al motorului
(schema de ac ționare a supapei la un motor cu supapele în cap). E lementele
componente sunt urm ătoarele:
1- cama;
2- tachet;
3- tija tachetului;
4- culbutor;
5- supapa;
6- arcul supapei.

Fig. I.2.7. Chiulasa motorului MAN [15].

Fig. I.2.8. Elementele de distribu ție ale motorului MAN [15].

28

La motoarele cu supape în cap (fig. I.2.6), cama de comand ă 1
ac ționeaz ă în general asupra unei piese cilindrice 2 numit ă tachet, care
transmite mi șcarea unei tije împing ătoare 3; aceast ă tij ă ac ționeaz ă asupra
unei supape prin intermediul unei pârghii numit ă culbutor.
În figura I.2.7 este prezentat ă chiulasa motorului MAN cu o parte din
mecanismul de distribu ție. Elementele componente din aceast ă figur ă au
urm ătoarea semnifica ție: 4 – culbutori; 5 – supape; 6 – arcurile supapel or.

Supapele (fig. I.2.9) sunt alc ătuite dintr-un disc de etan șare 1 (talerul
supapei), care se continu ă cu o tij ă de comand ă 3. Talerul este prev ăzut cu o
fa țet ă conic ă de etan șare 2, înclinat ă cu un unghi de 30 o, 45 o sau de 60 o, cu
care se a șeaz ă pe scaunul supapei 9. La cap ătul tijei este prevazut ă o
degajare în care se introduce un man șon conic 4 (format din dou ă jum ătăți),
cu ajutorul c ăruia se fixeaz ă discul 5 pe care se sprijin ă arcurile de supap ă 6.
Pe tija supapei este fixat de asemenea un inel de s iguran ță 7 pentru a
evita c ăderea supapei în cilindru, în cazul ruperii disculu i.

Fig. I.2.9. Supapa ([1], [3], [7]).

29
Conducerea perfect axial ă a supapei în timpul mi șcării sale este
asigurat ă de o buc șă din font ă 8.
Supapele se execut ă din oțeluri aliate cu crom, nichel, etc.; la
motoarele rapide mai recente, suprafa ța de etan șare se acoper ă cu un strat de
material dur numit stelit (aliaj cu cobalt, wolfram , crom). Tija supapei se
blindeaz ă, de asemenea, cu aliaje care con țin crom (rezistent la uzur ă). La
unele motoare rapide, supapele de evacuare (gaze de ardere) se execut ă
goale la interior și sunt umplute cu sodiu sau cu s ăruri de litiu și potasiu, care
devin lichide la temperatura de regim. În timpul mi șcărilor alternative ale
supapei, lichidul transport ă căldura de la taler prin tija spre chiulas ă.

Tache ții au rolul de a transmite mi șcarea de la cam ă la tija
împing ătoare sau la tija supapei și de a prelua for țele laterale exercitate de
cam ă.
Suprafa ța de contact a tachetului cu cama poate fi plan ă sau curb ă;
uneori se utilizeaz ă tache ți cu role (cum este cazul motorului MAN din
laborator).
La motoarele navale rapide se utilizeaz ă uneori tache ți hidraulici,
care înl ătur ă complet jocul între piesele mecansimului de distri bu ție,
transmiterea mi șcării f ăcându-se prin intermediul unui strat de ulei sub
presiune.
Arborele cu came este parte a mecanismului de distribu ție al
motorului, comand ă deschiderea și închiderea supapelor de admisie și
evacuare precum și legea lor de mi șcare și este antrenat de arborele cotit,
raportul de transmisie fiind 1:2, prin intermediul unor ro ți dintate sau cu lan ț
Gall. Lan țul Gall este format din zale, articulate între ele, care îi asigur ă
flexibilitatea necesar ă pentru înf ăș urarea pe ro țile de lan ț.
Rolul arborelui cu came este de:
– a transmite mi șcarea de la arborele cotit c ătre supape;
– a transforma mi șcarea de rota ție primit ă de la arborele cotit în
mi șcare de transla ție a supapelor de admisie și evacuare a gazelor
arse.
În figura I.2.8 sunt prezentate elemente ale sistem ului de distribu ție
al motorului MAN:
1. tija tachetului ce ac ționeaz ă supapele de evacuare gaze arse;
2. tija tachetului ce ac ționeaz ă supapele de admisie;
3. pompa de injec ție (individual ă);
4. arborele cu came.

Fig. I.2.10. Arbore cu came [15].

30
În figura I.2.10 este prezentat un arbore cu came a l unui motor
auxiliar. Elementele lui componente sunt:
1. fus de lag ăr;
2. roata din țat ă de ac ționare a pompei de ulei;
3. came.
În general, camele fac corp comun cu arborele, care se execut ă prin
forjare sau turnare; la unele motoare de puteri mar i, camele se prelucreaz ă
separat și se monteaz ă apoi pe arbore.
Arborele cu came se monteaz ă:
1. în carter, paralel cu arborele cotit;
2. deasupra chiulasei, la unele motoare cu cilindri di spuși în V
prev ăzute cu supape în cap;
3. la unele motoare în V, se monteaz ă uneori doi arbori cu came.

II. Grupa bielei – cuprinde urm ătoarele elemenete componente:
– biela;
– capul de cruce, la motoarele cu aprindere prin comp rimare cu cap de
cruce.
Biela – este organul de leg ătur ă dintre piston și arborele cotit, având
rolul de a transforma mi șcarea de transla ție alternativ ă a pistonului în
mi șcare de rota ție a arborelui. La motoarele cu aprindere prin comp rimare în
doi timpi cu cap de cruce, biela realizeaz ă leg ătura dintre traversa capului de
cruce și fusul maneton al arborelui cotit.
În figura I.2.11 este ar ătat ă o biel ă de la motorul MAN la care corpul
(tija) bielei are sec țiune circular ă.
În figura I.2.12 este prezentat ă o biel ă care are corpul (tija) în
sec țiune dublu T.
Bielele din figura I.2.11 și figura I.2.12 au urm ătoarele elemente
componente:
1. corpul bielei;
2. piciorul (capul mic) al bielei;
3. capul bielei;
4. șurubul de biel ă;
5. cuzinetul piciorului bielei;
6. cuzinetul capului bielei.
Biela este alc ătuit ă, în general din urm ătoarele p ărți principale:
– piciorul bielei, care are o form ă inelar ă și în care se introduce bol țul
de piston. Între bol ț și piciorul bielei se introduce, în general, o
buc șă de bronz; la unele motoare, în locul buc șei de bronz se
monteaz ă un lag ăr de rostogolire (rulment cu ace);
– corpul sau tija bielei, care reprezint ă partea central ă a acestui organ
de motor. Sec țiunea corpului bielei este, în general, în form ă de
dublu T sau circular ă. La unele construc ții, corpul bielei este g ăurit
în interior (fig. I.2.10); prin acest canal, uleiul ajunge de la capul
bielei pân ă la picior și se asigur ă astfel ungerea suprafe ței de lucru
între buc șa și bol țul de piston.

31

Fig. I.2.11. Biela motorului MAN [15].

– capul bielei, care formeaz ă leg ătura articulat ă cu fusul maneton al
arborelui cotit.

Fig. I.2.12. Biela având corpul cu sec țiune dublu T ([1], [3], [7]).

Biela, ca organ de motor, execut ă o mi șcare plan paralel ă.
Leg ătura între capacul de biel ă și biel ă se face cu ajutorul unor
șuruburi de construc ție elastic ă. La motoarele de trac țiune, dimensiunile și
forma capacului bielei se aleg astfel încât biela s ă poat ă trece prin cama șa de
cilindru la montarea și demontarea mecanismului motor. De aceea, la unele
motoare planul de asamblare dintre capac și biel ă este înclinat fa ță de axa
longitudinal ă a acesteia.
Între capul bielei și fusul maneton se monteaz ă de obicei un cuzinet
acoperit cu material antifric țiune.
La motoarele cu cilindrii dispu și în V, W, X se folosesc:
– biele al ăturate, decalate axial (fig. I.2.13);
– biele cu axele în acela și plan transversal pe axa arborelui cotit (fig.
I.2.14);

32
– biela principal ă și biela secundar ă (bieleta) legat ă de capul bielei
principale cu cupla de tip articula ție (fig. I.2.15);

a) b)
Fig. I.2.13. Biele al ăturate și decalate axial: a) motor cu biele
al ăturate [15]; b) arbore cotit cu biele al ăturate (1 – arbore
cotit; 2 – orificiu de acces al uleiului de ungere; 3 – biela).

Bielele se execut ă din o țel aliat cu crom și molibden. La motoarele
navale în doi timpi lente, de puteri mari, bielele se execut ă din o țel carbon de
calitate.
În figura I.2.14, s-a notat cu 1 cele dou ă biele care au axele în acela și
plan transversal pe axa arborelui cotit.

Fig. I.2.14. Biele cu axele în acela și plan transversal pe axa arborelui
cotit [15].

33
În figura I.2.15 au fost f ăcute urm ătoarele nota ții:
1. biela principal ă;
2. biela secundar ă (bieleta);
3. capul bielei principale.

Fig. I.2.15. Biela principal ă și biela secundar ă [15].

III. Arborele cotit
For țele de presiune exercitate de gazele de ardere asup ra pistoanelor
sunt transmise prin biele la arborele cotit al moto rului care execut ă o mi șcare
de rota ție.
Principalele elemente constructive ale arborelui co tit sunt (Fig.
I.2.16);
1. fusuri paliere, cu care arborele cotit se reazem ă pe lag ărele
paliere din carter;
2. fusuri manetoane, pe care se articuleaz ă bielele;
3. bra țe, care fac leg ătura între fusurile manetoane și fusurile
paliere;
4. contragreut ățile, care au rolul de a echilibra par țial for țele și
momentele for țelor de iner ție datorate pieselor în mi șcare de
rota ție.

Subansamblul format dintre un fus maneton și bra țele al ăturate
alc ătuiesc un cot de arbore. La unele motoare rapide, f usurile paliere și
fusurile manetoane se execut ă goale în interior, pentru a se reduce greutatea
arborelui.
La motoarele mici, contragreut ățile fac corp comun cu arborele; la
motoarele navale de puteri mari, contragreut ățile se fixeaz ă prin nituri sau
șuruburi, pentru a simplifica construc ția arborelui cotit.

34

Fig. I.2.16. Arbore cotit ([1], [3], [7]).

Pentru ungerea suprafe ței de lucru a fusurilor manetoane, arborele
este prev ăzut cu canale interioare; uleiul de ungere este adu s de la rampa
central ă la lag ărele paliere ale arborelui cotit și de la fusurile paliere este
condus la fusurile manetoane prin canalele practica te în fusuri și bra țe (fig.
I.2.17).
La motoarele mari, arborii coti ți sunt executa ți din buc ăți pentru a se
simplifica fabrica ția și tehnologia de montaj.
Arborii coti ți se fabric ă prin forjare sau matri țare. Arborii forja ți se
execut ă din o țel carbon de calitate și o țel aliat cu nichel, crom și molibden,
iar arborii realiza ți prin turnare se execut ă din font ă aliat ă sau o țel.

Fig. 17. Sistemul de ungere la mecanismul motor ([1 ], [3], [7]).

Elementele componente din figura 17 sunt:
1. rampa central ă de ungere;
2. fus palier;
3. lag ăr maneton;

35
4. canal de circula ție ulei printr-un cot de arbore;
5. canal de circulatie ulei prin biel ă;
6. bol țul pistonului.

36
3. ORGANELE FIXE ȘI MOBILE
ALE TURBINELOR CU ABUR ȘI GAZE

I. Scopul lucr ării: Cunoa șterea principiului de func ționare al turbinelor cu
abur și gaze folosite în propulsia naval ă, a organelor fixe și mobile din care
sunt alc ătuite și a diverselor lor forme constructive.

II. Construc ția turbinelor

Fig. I.3.1. Schema de principiu a unei turbine [6], [9], [10].

În figura I.3.1 este prezentat ă schema de principiu a unei turbine.
Elementele ei componente sunt: 1 – stator; 2 – came ra ajutajelor; 3 – ajutaje;
4 – discul turbinei; 5 – palete; 6 – tubulatura de ie șire a fluidului de lucru; 7
– arborele turbinei; 8 – flan șa de cuplare a turbinei la consumatorul de
putere; 9 – colectorul; I – intrare fluid de lucru.
În general, elementele principale ale unei turbine sunt:
1. ajutajele;
2. diafragmele;
3. paletele;
4. discurile;
5. tamburii;
6. carcasa;
7. labirin ții;
8. cuplajele.

37

II.1. Ajutajele

Rolul ajutajelor este de a transforma energia poten țial ă a fluidului de
lucru (abur sau gaze de ardere) în energie cinetic ă.
Construc ția ajutajelor se realizeaz ă în mai multe feluri [6], [9], [10]:
– ajutaje executate prin turnare (fig. I.3.2) – se ut ilizeaz ă pentru turbine
de foarte mic ă putere, deoarece acestea necesit ă un num ăr mic de
ajutaje grupate în câteva sectoare;

Fig. I.3. 2. Ajutaje executate prin turnare.

– ajutaje executate prin frezare (fig. I.3.3);
– ajutaje executate prin frezare și sudare (fig. I.3.4) – utilizate la
construc ții mai recente;
– ajutaje executate prin laminare și sudare – au pere ții desp ărțitori ai
canalelor executate prin t ăiere din bare laminate dup ă profilul
necesar iar apoi se sudeaz ă pe bandaje de o țel sudate de diafragm ă;

Fig. I.3.3. Ajutaje executate prin frezare.
1 – corpul ajutajelor; 2 – pere ții diafragm ă; 3, 4 – găuri (utilizate la
îmbinarea prin nituire a ajutajelor ob ținute prin frezare); 5 – canalele
ajutajelor.

38

Fig. I.3.4. Ajutaje realizate prin frezare și sudare.
1 – corpul ajutajului; 2 – pere ți desp ărțitori; 3 – pl ăci de închidere; 4 –
coroana exterioar ă.

– ajutaje ale c ăror pere ți desp ărțitori (fig. I.3.5) – se execut ă din tabl ă
de o țel care apoi se încastreaz ă în momentul turn ării diafragmei;
sunt solu ții utilizate pentru turbine de joas ă presiune.

Fig. I.3.5. Ajutaje executate din tabl ă, încastrate prin turnare în
diafragm ă.
1 – pere ți desp ărțitori ai ajutajului; 2 – diafragma.

39
În figura I.3.6 este prezentat un stator de turbin ă auxiliar ă, de mic ă
putere, din laborator [15]. Cu A au fost notate aju tajele turbinei.

Fig. I.3.6. Ajutajele unei turbine auxiliare [15].

II.2. Diafragmele
Diafragmele au rolul de a separa o treapt ă de alta. Diafragma 1 (fig.
I.3.7) are forma unei pl ăci circulare, fiind sec ționat ă în dou ă jum ătăți de
acela și plan orizontal care trece prin axul turbinei și sec ționeaz ă carcasa;
la partea central ă are un orificiu 2, prin care trece rotorul turbine i, iar la
periferie ajutajele treptei urm ătoare 8.
Diafragma se monteaz ă într-un canal t ăiat în carcas ă sau în ni ște
supor ți care la rândul lor sunt fixa ți de carcas ă.
Penele 3, prinse cu șuruburi de partea superioar ă a carcasei 4, fixeaz ă
jum ătatea superioar ă a diafragmei în canalul ei; penele cilindrice 5,
prinse cu șuruburi de diafragm ă, determin ă pozi ția acesteia fa ță de
carcas ă, iar penele longitudinale 6 permit asamblarea exac t ă a unei
jumat ăți fa ță de cealalt ă.
Labirintul 7 serve ște la etan șarea spa țiului inelar r ămas între
diafragm ă și rotor.
Labirintul de etan șare poate fi executat din inele de labirint, montat e
direct, sau din inele, montate fie într-un suport f ix fie într-un suport
mobil.
Diafragmele mai pot fi și sub forma unui sector cu rol de
redirec ționare a curentului de fluid de lucru (gaze sau abu r) pe noul rând
de palete ale treptei urm ătoare (fig. I.3.8). Cu D s-a notat diafragma
turbinei auxiliare din laborator.

40

Fig. I.3.7. Diafragma unei turbine [6], [9], [10].
1 – diafragm ă; 2 – orificiu; 3 – pene; 4 – partea superioar ă a carcasei; 5 –
pene cilindrice; 6 – pene longitudinale; 7 – labiri nt de etan șare; 8 –
ajutajele treptei urm ătoare.

Fig. I.3.8. Diafragma unei turbine auxiliare de mic ă putere [15].

Diafragmele se execut ă din:
– font ă turnat ă;

41
– oțeluri nealiate;
– oțeluri aliate cu nichel, crom și molibden
în func ție de condi țiile de presiune și de temperatur ă în care lucreaz ă.

II.3. Paletele

Paletele turbinelor prezint ă trei aspecte principale:
– corpul paletei, care realizeaz ă pere ții canalelor prin care curge
aburul;
– sistemul de prindere, care asigur ă fixarea paletelor de discuri sau de
tambur;
– sistemul de rigidizare, care une ște paletele unei coroane de palete
(maximum 20 de palete).

a) b)

Fig. I.3.9. Palete cu profil constant (a) și palete cu profil variabil (b) [6], [9],
[10].

Sec țiunea normal ă pe corpul paletei se nume ște profilul paletei. La
paletele de lungime redus ă, pentru care raportul l p/D este mai mic de 1/5,

42
profilul este constant pe toat ă lungimea corpului paletei (fig. I.3.9 a); la
paletele de lungime mare, corpul paletei prezint ă un profil variabil (fig. I.3.9
b). În cazul în care paleta lucreaz ă în abur cu umiditate ridicat ă, pentru a se
evita coroziunea, muchia de intrare a corpului pale tei este placat ă cu pl ăcu țe
dintr-un aliaj cu duritate mare numit stelit (3, fi g. I.3.9 b).
Sistemul de prindere a paletei este realizat astfe l:
– prin introducerea piciorului paletei într-un canal s ăpat la periferia
discului, în cele mai multe cazuri (fig. I.3.10);
– prin nituire și sudare, iar dac ă paletele sunt foarte lungi prin nituire.
Rigidizarea paletelor se execut ă diferit, în func ție de lungimea
paletelor:
– paletele cu lungimea sub 250 – 300 mm se rigidizeaz ă cu ajutorul
unei plăci numit ă bandaj;
– paletele mai lungi se solidarizeaz ă între ele prin rânduri de sârme de
oțel inoxidabil.
Paletele se execut ă din o țeluri inoxidabile, care con țin elemente de
aliere precum: crom, nichel, molibden, vanadiu, etc .

Fig. I.3.10. Sisteme de prindere a paletelor [6], [ 9], [10].

43

II. 4.Discurile

Discurile (fig. I.3.11) sunt organe ale turbinelor formate din butucul
1, corpul 2 și partea periferic ă 3 pentru prinderea paletelor.
Forma sec țiunii discului depinde de diametrul mediu al trepte i și de
lungimea paletelor:
– pentru diametre reduse și palete scurte, sec țiunea este de grosime
constant ă (a);
– în cazul unor lungimi mari de palet ă, sec țiunea este trapezoidal ă sau
limitat ă de curbe

Fig. I.3.11. Principalele tipuri de discuri [6], [9 ], [10].

II. 5. Tamburii

Tamburii sunt acele organe pe care se monteaz ă coroanele de palete
ale turbinelor. Principial se pot deosebi patru tip uri constructive de tamburi
(fig. I.3.12):
a) tamburi forja ți din acela și bloc cu arborele, utiliza ți la turbinele
cu tura ție mare și diametre mici ale treptelor;
b) tamburi din dou ă buc ăți, utiliza ți la turbinele de puteri mici și
mijlocii cu num ăr mare de trepte;
c) tamburi executa ți dintr-o singur ă bucat ă, utiliza ți la turbinele de
puteri mari;

44
d) tamburi executa ți din mai multe discuri, sudate unul de altul,
utiliza ți la turbinele navale cu diametre mari ale treptelo r,
deoarece rezist ă la viteze periferice mult mai mari decât la
celelalte tipuri de tamburi.
În practic ă, de cele mai multe ori, se utilizeaz ă combina ții între
aceste tipuri de tamburi.

Fig. I.3.12. Tipuri constructive de rotoare tambur [6], [9], [10].

În figura I.3.13 este prezentat ă o turbin ă naval ă de propulsie, care a
fost amplasat ă pe o nav ă militar ă iar în figura I.3.14 este prezentat ă o turbin ă
auxiliar ă, aflat ă în dotarea laboratorului.

45

Fig. I.3.13. Turbin ă naval ă de propulsie [15].

Fig. I.3.14. Turbin ă naval ă auxiliar ă [15].

46
4. STABILIREA ELEMENTELOR DE DISTRIBU ȚIE PENTRU
MOTOARELE CU APRINDERE PRIN COMPRIMARE
ÎN PATRU TIMPI

Desf ăș urarea proceselor de schimb de gaze (de evacuare și de
umplere cu înc ărcatur ă proasp ătă) ale cilindrilor motoarelor cu aprindere
prin comprimare în patru timpi poate fi analizat ă prin stabilirea elementelor
de distribu ție și corelarea acestora cu diagrama de pompaj.
Astfel, pentru stabilirea unghiurilor de avans la deschiderea
supapelor (de evacuare a gazelor S.E. și de admisie a aerului S.A.) și a
unghiurilor de întârziere la închiderea supapelor ( de evacuare a gazelor S.E.
și a supapelor de admisie S.A.), la un motor dat, se urm ăre ște realizarea
schimbului de gaze, între cilindru și mediul exterior, în condi ții cât mai bune,
în vederea ob ținerii unei func țion ări corespunz ătoare a motorului.
În figura I.4.1 sunt prezentate:
a) diagrama indicat ă p(V);
b) diagrama polar ă de distribu ție.
În aceasta figur ă este prezentat ă corelarea dintre diagrama indicat ă
închis ă p=p(V), pentru un motor cu aprindere prin comprima re în patru timpi
supraalimentat cu grup de supraalimentare cu rota ție liber ă, și diagrama
polar ă de distribu ție, în care au fost efectuate urm ătoarele nota ții:
Vc – volumul camerei de ardere;
Vs – volumul corespunz ător cursei pistonului (cilindreea unitar ă a
motorului);
Va – volumul total;
φdsa – unghiul de avans la deschiderea supapelor de adm isie S.A.;
φisa – unghiul de întârziere la închiderea supapelor de admisie S.A.;
φdse – unghiul de avans la deschiderea supapelor de eva cuare S.E.;
φise – unghiul de întârziere la închiderea supapelor de evacuare S.E.;
φa – unghiul corespunz ător deschiderii supapei de admisie:
φa = φdsa +180 o + φisa
φe – unghiul corespunz ător deschiderii supapei de evacuare:
φe = φdse +180 o + φise
βav.inj. – unghiul de avans la injec ție;
φard – unghiul corespunz ător arderii vizibile;
φb – unghiul corespunz ător procesului de baleiaj: φb = φdsa + φisa
pk – presiunea de supraalimentare;
p0 – presiunea atmosferic ă;
∆pr – pierderea de presiune pe traseul de evacuare a g azelor arse;
∆pa – pierderea de presiune pe traseul de umplere (adm isie);
pmi – punct mort interior;
pme – punct mort exterior;
dsa – deschiderea supapelor de admisie;
isa – închiderea supapelor de admisie;

47
dse – deschiderea supapelor de evacuare a gazelor a rse cu avans în
raport cu pme;
ise – închiderea supapelor de evacuare a gazelor ar se cu întârziere în
raport cu pmi;
inj – momentul începerii procesului de injec ție a combustibilului în
camera de ardere a motorului;
z – sfâr șitul procesului de ardere vizibil ă;
∆ – corec ția Brix (ia în considerare lungimea finit ă a bielei).
În cazul unui motor cu aprindere prin comprimare
supraalimentat în patru timpi, admisia se realizeaz ă la o presiune p k
mai mare decât presiunea atmosferic ă p0, în func ție de gradul de
supraalimentare al turbosuflantei (agregatului de s upraalimentare) a
motorului, în compara ție cu motoarele nesupraalimentate (cu
umplere normal ă), la care presiunea pe admisie este sub presiunea
atmosferic ă.
Aceast ă lucrare se va efectua pe motorul naval MAN cu
urm ătoarele caracteristici:
– Motor cu aprindere prin comprimare în patru timpi ( Diesel)
supraalimentat si reversibil;
– Agregatul de supraalimentare este constituit dintr- o
turbosuflant ă (turbocompresor) cu rota ție liber ă;
– Puterea motorului: P = 920 CP;
– Tura ția motorului: n = 500 rot/min;
– Num ăr de cilindrii i = 8;
– Modul de dispunere a cilindrilor: în linie;
– Raportul: cursa pistonului pe diametrul cilindrului D/S = 30/38;

Scopul lucr ării

Construirea la scar ă a diagramei polare de distribu ție și corelarea
acesteia cu diagrama indicat ă a motorului.

Modul de desf ăș urare a lucr ării de laborator

– Se identific ă motorul a c ărui distribu ție urmeaz ă s ă fie stabilit ă;
– Se identific ă organele mecanismului de distribu ție ale motorului
Fig. I.4.2 și Fig. I.4.3 (arborele cu came 1, role tache ți 2, tije
tache ți 3, culbutori 4, supape de admisie 5, supape de ev acuare
gaze arse 6);

48

Fig. I.4.1. Diagrama indicat ă și diagrama polar ă de distribi ție a unui
motor cu aprindere prin comprimare supraalimentat [ 1], [2], [7].

49

Fig. I.4.2. Mecanismul de distribu ție al motorului. Vedere bloc de
cilindri [15].

– Se identific ă corela ția dintre tache ți și supapele pe care le
ac ționeaz ă;
– Stabilirea distribu ției se va face pentru un cilindru al motorului.
Se aduce pistonul acestui cilindru întro pozi ție de punct mort
(pmi sau pme). Punctul mort interior pmi este pozi ția extrem ă a
pistonului atunci când se afl ă la distan ța cea mai mare în raport cu
axa de rota ție a arborelui cotit. Punctul mort exterior pme est e
pozi ția extrem ă a pistonului atunci când se afl ă la distan ța cea mai
mic ă în raport cu axa de rota ție a arborelui cotit. Deplasarea
pistonului se realizeaz ă prin rotirea arborelui cotit al motorului prin
intermediul unei manivele amplasate lâng ă volantul motorului. La
motoarele amplasate pe nave, rotirea arborelui coti t se face prin
intermediul unui viror electric (electromotor);

50

Fig. I.4.3. Mecanismul de distribu ție al motorului. Vedere chiulas ă.
– Se stabilesc pozi țiile celor dou ă puncte moarte, p.m.i. și p.m.e
prin aducerea pistonului într-una din pozi țiile extreme [15]
– Se localizeaz ă acest punct mort pe cadranul (aflat la cap ătul liber
al arborelui cotit al motorului) pe care se vor cit i unghiurile
necesare construc ției diagramei polare de distribu ție;
– Stabilirea cazurilor de „ supap ă deschis ă” și „supap ă închis ă”
se va face dup ă cum urmeaz ă:
a. Atunci când cama de pe arborele cu came nu ac ționeaz ă
asupra rolei tachetului (figura I.4.4), tija tachet ului se
poate roti liber în jurul axei, nu ac ționeaz ă culbutorul iar
acesta nu exercit ă presiune asupra supapei. În acest caz,
for ța elastic ă din arcul elicoidal are tendin ța de a ține
supapa ridicat ă pe scaunul ei (supapa este închis ă).
Elementele componente din figura I.4.4 sunt: 1 – ar bore
cu came; 2 – cama; 3 – rola tachetului; 4 – tija
tachetului; 5 – culbutor; 6 – articula ție; 7 – supapa; 8 –
arc elicoidal; 9 – chiulasa motorului. În concluzie ,

51
atunci cand se rote ște tija tachetului, supapele sunt
închise.
b. Atunci când cama de pe arborele cu came ac ționeaz ă
asupra rolei tachetului (figura I.4.4), tija tachet ului nu se
poate roti liber în jurul axei, ridic ă cap ătul din dreapta
articula ției 6 și ac ționeaz ă culbutorul. Cap ătul din stânga
articula ției coboar ă și exercit ă presiune asupra supapei.
În acest caz, for ța elastic ă din arcul elicoidal este învins ă
de for ța de ap ăsare a culbutorului, ceea ce face ca
supapa s ă coboare de pe scaunul ei (supapa se va
deschide). În concluzie, atunci când tija tachetulu i nu se
poate roti, supapele sunt deschise (fig. I.4.5).

Fig I.4.4. Mecanismul de distribu ție atunci când supapele sunt
închise [1], [2], [7].

52
– Se stabile ște sensul de rota ție al arborelui cotit și observarea
faptului c ă deschiderea și închiderea supapelor de admisie și
evacuare și injec ția combustibilului se produce în ordinea
fireasc ă desf ăș ur ării ciclului de func ționare al motorului. Se va
urm ări diagrama indicat ă a motorului (Fig. I.4.1) și se vor
controla tache ții mecanismului de distribu ție.
– Se determin ă fazele de distribu ție, prin rotirea arborelui cotit și
observarea momentului în care camele arborelui ac ționeaz ă
asupra rolelor tache ților supapelor. Stabilirea unghiurilor de
rota ție a arborelui cotit corespunzatoare fazelor de dis tribu ție se
poate face în dou ă moduri:
o La motoarele dotate cu dispozitiv de citire a unghi urilor
de rota ție a arborelui cotit, în momentul ac țion ării
tachetului de c ătre cam ă, se opre ște rotirea arborelui
cotit și se cite ște direct unghiul de rota ție;

Fig. I.5.5. Mecanismul de distribu ție atunci când supapele sunt
deschise.

53
La motoarele care nu poseda dispozitiv de citire a unghiurilor de
rota ție a arborelui cotit se demonteaz ă chiulasa și în momentul ac țion ării
tachetului de c ătre cam ă, se opre ște rotirea arborelui cotit și se m ăsoar ă cursa
parcurs ă de piston pân ă în acel moment. Corespunz ător acestei curse
reprezentat ă la scar ă, se determin ă unghiul la care s-a deschis supapa
studiat ă;
– Reprezentarea ciclului de func ționare a motorului în coordonate
p – V (diagrama indicat ă închis ă) și a diagramei polare de
distribu ție în conformitate cu unghiurile de distribu ție
determinate și corelarea acestor dou ă diagrame. La reprezentarea
diagramei de pompaj se va ține seama de modul de realizare a
umplerii cilindrului (admisia natural ă sau for țat ă).
– Se va descrie func ționarea motorului în patru timpi cu umplere
for țat ă (supraalimentat), la care s-au stabilit elementele de
distribu ție, considerând diagrama indicat ă și diagrama de
distribu ție.
– Trasarea diagramei polare de distribu ție a motorului se va face
în urm ătoarea succesiune:
a. Se va trasa un cerc cu centrul în O de diametru V s
,42
SDVs⋅=π [m 3] (cilindreea unitar ă a motorului),
unde D, [m] este diametrul (alezajul) cam ăș ii de cilindru iar
S, [m] este cursa pistonului.
b. Se calculeaz ă corec ția Brix cu relatia: ,22
LR
⋅=Δ
unde R, [m] este raza manivelei motoare, R = S/2
S, [m] – cursa pistonului,
L, [m] – lungimea bielei (m ăsurat ă între axa capului mic al
(piciorului) bielei și axa capului mare al bielei.
c. Se ia distan ța ,42D⋅⋅ Δπ din centru cercului O spre
p.m.e. și se ob ține punctul O′;
d. Se m ăsoar ă din punctul O′ unghiurile m ăsurate ( φdsa ,
φisa , φdse , φise , φav.inj. ) și se marcheaz ă pe cerc punctele
caracteristice ale diagramei (dsa, isa, dse, ise, i nj);
e. Se coreleaz ă diagrama polar ă cu diagrama indicat ă.

54
5. STABILIREA ELEMENTELOR DE DISTRIBU ȚIE PENTRU
MOTOARELE CU APRINDERE PRIN COMPRIMARE
ÎN DOI TIMPI

Stabilirea fazelor de distribu ție pentru motoarele în doi timpi 2T are
o importan ță deosebit ă, deoarece pe baza acestora se pot trage concluzii cu
privire la modul de realizare a baleiajului.
Prin efectuarea lucr ării de fa ță se urm ăre ște determinarea elementelor
de distribu ție a motoarelor în doi timpi și corelarea acestora, cu diagrama
indicat ă a motorului.
Aceast ă lucrare se va efectua pe motorul monocilindric în doi timpi
SD25 (fig. I.5.1), care are urm ătoarele caracteristici importante:

Fig. I.5.1. Motor Diesel monocilindric SD 25 [15].

– Motor cu aprindere prin comprimare (Diesel) monocil indric;
– Puterea nominal ă P = 25 CP;
– Tura ția nominal ă n = 800 rot/min;
– Este prev ăzut cu sistem de baleiaj-evacuare în bucl ă deschis ă.

55
În figura I.5.2 și figura I.5.3 sunt prezentate dou ă vederi cu c ăma șa
cilindrului în care se pot observa ferestrele de ev acuare și ferestrele de
baleiaj.

Fig. I.5.2. Vedere cu c ăma șa de cilindru și ferestrele de baleiaj (FB)
[15].

Fig. I.5.3. Vedere cu c ăma șa de cilindru și ferestrele de evacare (FE)
[15].

În figura I.5.4 sunt prezentate:
a) diagrama indicat ă a motorului;
b) diagrama polar ă de distribu ție.
Nota țiile utilizate în figura I.5.4 au urm ătoarea semnifica ție:
Vc – volumul camerei de ardere (volumul spa țiului mort);
Va – volumul de lucru al cilindrului;
Vs – capacitatea cilindric ă (cilindreea);
hb – înălțimea ferestrei de baleiaj;
he – în ălțimea ferestrei de evacuare;

56
φb – unghiul corespunz ător procesului de baleiaj;

φe – unghiul corespunz ător procesului de evacuare;
dfe – deschiderea ferestrelor de evacuare;
ife – închiderea ferestrelor de evacuare
dfb – deschiderea ferestrelor de baleiaj;
ifb – închiderea ferestrelor de baleiaj;
pb = p k – presiune de baleiaj;
p0 = presiune atmosferic ă;
pmi – punct mort interior
pme – punct mort exterior;
a – c procesul de comprimare a înc ărc ăturii proaspete în cilindrul de lucru al
motorului;
c – y – z procesele arderii vizibile;
z – b procesul de destindere în cilindrul de lucru al motorului;
φard , [ orac]– unghiul corespunz ător procesului de ardere vizibil ă;
φav.inj. , [ orac] – unghiul de avans la injec ție;
φev.lib. , [ orac] – unghiul corespunz ător procesului de baleiaj;
φp.inc. , [ orac] – unghiul corespunz ător pierderii înc ărc ăturii proaspete.

Distribu ția la motorul în 2T considerat, este simetric ă pentru
schimbarea gazelor și în general asimetric ă din cauza asimetriei procesului
de injec ție a combustibilului în camera de ardere. Pentru sc himbarea sensului
de rota ție al arborelui cotit al motorului trebuie schimbat procesul de injec ție
în sensul rabat ării fazelor de început și sfârșit, în diagrama polar ă a
distribu ției, cu 180 o în jurul axei pmi – pme.

Modul de desf ăș urare a lucr ării

1. Se identific ă motorul ale c ărui elemente de distribu ție urmeaz ă să fie
stabilite, descriindu-l și clasificându-l conform criteriilor studiate.
2. Se identific ă ferestrele de evacuare, ferestrele de baleiaj și se
stabile ște sensul de rota ție al arborelui cotit.
3. Se aduce pistonul, prin rotirea volantului, în pozi ția de pmi
Deplasarea pistonui se realizeaz ă prin rotirea volantului motorului.

57

Fig. I.5. 4. Diagrama indicat ă și diagrama polar ă de distribuție a
motorului TN 25 [1], [2], [7].

58
4. Se aduce pistonul, prin rotirea volantului, în poz i ția de pme.
Se m ăsoar ă, cu ajutorul unui șubler, cursa pistonului S (distan ța dintre pmi și
pme) și diametrul (alezajul) cilindrului.
5. Se aduce pistonul la muchia superioar ă a ferestrei de baleaj. Se
măsoar ă distan ța de la punctul mort inferior la muchia superioar ă a
ferestrei de baleaj (h b – în ălțimea ferestrei de baleiaj).

Fig. I.5.5. Dispunerea ferestrelor de baleiaj [1], [2], [7].
6. Se procedeaz ă la fel pentru determinarea în ălțimii ferestrei de
evacuare h e.
7. Determinarea fazelor de distribu ție ale motorului se face prin rotirea
arborelui cotit și observarea momentelor când se deschid și se închid
ferestrele de evacuare și ferestrele de baleiaj. Stabilirea unghiurilor
de rota ție a arborelui cotit corespunz ătoare fazelor de distribu ție,
pentru unele motoare, se poate realiza și pe un dispozitiv de indicat
unghiuri (acolo unde este cazul). În cazul motorulu i studiat în
laborator, aceste unghiuri se stabilesc prin m ăsurarea cursei parcurse

59
de piston pân ă în momentul realiz ării unei faze de distribu ție și
transpunerea la scar ă a acesteia în diagrama de distribu ție corelat ă cu
diagrama indicat ă a motorului.
8. Trasarea diagramei polare de distribu ție.
a. Se va trasa un cerc cu centrul în O de diametru V s
,42
SDVs⋅=π [m 3] (cilindreea unitar ă a motorului),
unde D, [m] este diametrul (alezajul) c ămăș ii de cilindru iar
S, [m] este cursa pistonului.
b. Se calculeaz ă corec ția Brix cu rela ția: ,22
LR
⋅=Δ
unde R, [m] este raza manivelei motoare, R = S/2
S, [m] – cursa pistonului,
L, [m] – lungimea bielei (m ăsurat ă între axa capului mic al
(piciorului) bielei și axa capului mare al bielei. Lungimea
bielei L se va determina din rela ția de defini ție a constantei
mecanismului motor 25 .31==LRλ
c. Se ia distan ța ,22
LR
⋅⋅=Δπ din centru cercului O spre p.m.e.
și se ob ține punctul.
d. Se a șeaz ă de la pme înspre centru cercului distantele h e și h b
și se traseaz ă verticale care vor intersecta cercul în punctele
dse, dsa, isa și ise. Se unesc aceste puncte cu punctul O′.
e. Se m ăsoar ă unghiurile dse- O′-ise= eϕ și dsa- O′-isa= bϕcu
un raportor sau se calculeaz ă analitic.
9. Reprezentarea diagramei indicate a motorului în coo rdonate p – V și
a diagramei polare a distribu ției și corelarea celor dou ă diagrame.
10. Se va descrie func ționarea motorului în doi timpi.

60
6. DETERMINAREA PE CALE EXPERIMENTAL Ă A
PARAMETRILOR EFECTIVI LA MOTOARELE CU
APRINDERE PRIN COMPRIMARE

1. Schema instala ției experimentale

Fig. I.6.1. Instala ția experimental ă utilizat ă pentru determinarea parametrilor
efectivi ai motorului cu aprindere prin comprimare [15].

Pentru determinarea parametrilor efectivi ai unui motor cu aprindere
prin comprimare se folose ște o instala ție experimental ă precum cea din
figura I.6.1. Elementele ei componente sunt: 1 – re zervor de combustibil
(tanc de consum); 2 – balan ța; 3 – vas; 4 – robinet cu trei c ăi; 5 – motor

61
D36M; 6 – pompa de r ăcire; 7 – schimb ător de c ăldur ă pentru apa de r ăcire
(r ăcitor de ap ă); 8 – pompa de ungere; 9 – schimb ător de c ăldur ă pentru
uleiul de ungere (r ăcitor de ulei); 10 – frân ă hidraulic ă; 11 – indicatorul
frânei hidraulice; 12 – indicatorul de tura ție; 13 – cuplaj cu gheare; 14 –
reductor de tura ție; 15 – transmisie prin curele; 16 – electromotor de pornire.
Lucrarea de laborator se va efectua pe motorul cu aprindere prin
comprimare D36M , cu urm ătoarele caracteristici:
– Puterea nominal ă: []CP Pnom 45 = ;
– Tura ția nominal ă 
=min , 1500 rot nnom ;
– Num ărul de cilindri: i = 4;
– Tipul de supraalimentare: motor nesupraalimentat;
– Diametrul cilindrului: D = 108 [mm];
– Cursa pistonului: S = 130 [mm];
– Combustibilul cu care este alimentat: motorin ă, cu puterea caloric ă
inferioar ă 
=kg kJ Hi , 42700 .

2. Parametrii efectivi ai motorului cu aprindere prin comprimare
[1], [7], [9]

a) Puterea efectiv ă

[]kW Fnk Pf f e , 736 . 0 ⋅ ⋅⋅=

unde:
310 −=fk – este constanta frânei hidraulice;


min ,rot n – tura ția frânei hidraulice, egal ă cu tura ția motorului;
[]kgf Ff, – for ța la frâna hidraulic ă.

b) Consumul specific efectiv de combustibil



⋅=kW hkg
PCc
eh
e ,

unde,

=hkg GCc
h , 3600 τ – este consumul orar de combustibil al motorului;

62
[]kg Gc, – cantitatea de combustibil consumat ă de motor în timpul
[]s,τ .
Pentru determinarea consumului orar de combustibil C h va fi utilizat ă
balan ța 2, iar timpul []s,τ se va cronometra. Robinetul cu trei c ăi 3 va avea
în timpul experimentului urm ătoarele pozi ții (figura I.6. 2):
a) Concomitent cu alimentarea cu combustibil a motorul ui din tancul de
consum 1 se va face și umplerea vasului 3 aflat pe balan ța 2;
b) Alimentarea cu combustibil a motorului 1 se realize ază numai din
tancul de consum 1;
c) Alimentarea motorului se va face numai cu combustib ilul din vasul 3
aflat pe balan ța 2.

d) Presiunea medie efectiv ă, 

2,mNpe

Se deduce din expresia de defini ție a puterii efective:
[ ]kW nVpz i Ps e e ,10 60 3−⋅⋅⋅⋅ ⋅=
De unde rezult ă:

Fig. I.6.2. Pozi țiile de lucru ale robinetului cu trei c ăi.



⋅⋅ ⋅⋅⋅=23
,10 60
mN
nVz iPp
se
e
unde
i = 4 este num ărul de cilindri ai motorului;

63
21=z – coeficientul de ritmicitate (coeficientul de rea lizare al ciclului);
[ ]32
,4mSDVs ⋅⋅=π – cilindreea unitar ă a motorului;
D, [m] – diametrul (alezajul) cilindrului;
S, [m] – cursa pistonului.

e) Momentul motor efectiv, []mN Me⋅,

Rezult ă din expresia:

[]kW MPe e ,ω⋅=

De unde: [ ]mNnP
nP PMe e e
e ⋅ ≅⋅== , 9550
30 πω

⋅=srad n,30 πω – viteza unghiular ă de rota ție a arborelui cotit.

f) Randamentul efectiv al motorului

i eeHc⋅=3600 η ,
unde


kg kJ Hi, este puterea caloric ă inferioar ă a combustibilul cu care este
alimentat motorul.

g) Consumul specific efectiv de caldur ă



⋅⋅=h kW kJ Hcqi e e ,

3. Modul de efectuare al lucr ării

a) Se verific ă instala țiile auxiliare ale motorului D36M:
a. Înstala ția de r ăcire: se verific ă nivelul de ap ă din vasul de
expansiune, se deschid valvulele de conexiune ale
schimb ătoarelor de c ădur ă și circuitul exterior de r ăcire, se
porne ște pompa de r ăcire din cicuitul exterior;

64
b. Instala ția de alimentare cu combustibil: se verific ă nivelul de
combustibil din tancul de consum, se deschide valvu la de la
tancul de combustibil, se verific ă nivelul de combustibil din
vasul de pe balan ță ;
c. Instala ția de ungere: se verific ă nivelul de ulei din carterul
motorului, se deschide valvula de conexiune a r ăcitorului de
ulei cu circuitul exterior de r ăcire;
d. Instala ția de pornire: se verific ă conexiunea la tabloul electric
de distribu ție.
b) Se cupleaz ă motorul Diesel 5 la reductorul de tura ție 5 prin cuplajul
cu gheare 13;
c) Se vor bloca supapele de evacuare și supapele de admisie în pozi ția
« deschis » ;
d) Se porne ște electromotorul de pornire 16 prin cuplarea acest uia la
re țea;
e) Când motorul Diesel ajunge la tura ția minim ă de pornire, se
deblocheaz ă supapele de evacuare și supapele de admisie și se trece
pe alimentarea cu combustibil;
f) Se deconecteaz ă electromotorul 16 de la re țeaua electric ă;
g) Dup ă înc ălzirea motorului (temperatura apei de r ăcire la ie șirea din
motor s ă fie de aproximativ 80-85 grade), se încarc ă motorul prin
stabilirea unui debit de ap ă la frâna hidraulic ă;
h) Dup ă stabilizarea regimului de func ționare, se citesc valorile tura ției
n, 

min rot (ATEN ȚIE, INDICATORUL DE TURA ȚIE ESTE
ETALONAT LA SCARA 2:1, deci valorile citite se împart la 2),
for ței la frâna hidraulic ă []kgf Ff, și se cronometreaz ă timpul
[]s,τ în care se consum ă cantitatea de combustibil Gc, [kg] prin
comutarea robinetului 4 în pozi ția b;
i) Se repet ă aceste citiri pentru mai multe regimuri de func ționare.
Regimul de func ționare se modific ă prin stabilirea unui alt debit de
ap ă la frâna hidraulic ă;
j) Datele ob ținute se vor trece în tabelul nr. 1.
k) Se opre ște motorul Diesel.
l) Se opre ște pompa din circuitul exterior;
m) Se opre ște alimentarea cu combustibil prin închiderea robin etului la
tancul de combustibil;
n) Dup ă efectuarea calculelor parametrilor efectivi în tab elul nr. 1, se
vor trasa graphic curbele de varia ție ale acestor parametri în func ție
de tura ție: c e = f(n); P e = f(n); p e = f(n); M e = f(n); ηe = f(n); q e = f(n).
Aceste grafice au forma przentat ă in figurile urm ătoare.

65
Tabelul nr. 1.

Nr.
Crt. n


min rot Ff
[]kgf Gc
[]kg τ
[]s Pe
[]kW Ch


hkg ce


⋅h kW kg pe


2mN Me
[]mN⋅ eη
[%] qe


⋅h kW kJ
(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
1.
2.
3.
4.
5.

66

Fig. I.6.3. Varia ția puterii efective dezvoltate de motor Pe=f(n).

Fig. I.6.4. Varia ția consumului specific efectiv de combustibil al mo torului
ce=f(n).

67

Fig. I.6.5. Varia ția puterii efective a motorului p e=f(n).

Fig. I.6.6. Varia ția momentului motor efectiv M e=f(n).

68

Fig. I.6.7. Varia ția randamentului efectiv al motorului ηe=f(n).

Fig. I.6.8. Varia ția consumului specific efectiv de c ăldur ă qe=f(n).

69
7. DETERMINAREA PE CALE EXPERIMENTAL Ă A
PIERDERILOR MECANICE LA MOTOARELE CU
APRINDERE PRIN COMPRIMARE

1. Scopul lucr ării: Familiarizarea cu modul de lucru pe standurile din
șantierele navele unde se repar ă motoare auxiliare și motoare de
propulsie și de determinare a pierderilor mecanice ale acestor a.

Determinarea puterii corespunz ătoare pierderilor mecanice mec P și a
randamentului mecanic mec η se poate face prin trei metode:
1. cunoscând parametrii efectivi și parametrii indica ți ai motorului;
2. acționând motorul cu ardere intern ă cu un electromotor;
3. metoda suspend ării consecutive a cilindrilor motorului cu aprinder e
prin comprimare din func țiune (în cazul motoarelor policilindrice)

2. Determinarea pierderilor mecanice cunoscând paramet rii
efectivi și parametrii indica ți ai motorului [1], [7], [9]

Din rela ția de defini ție a puterii indicate a unui motor cu ardere intern ă:

mec e i PPP+= (1)
unde
iP este puterea indicat ă a motorului;
eP este puterea efectiv ă a motorului;
mec P este puterea corespunz ătoare piederilor mecanice din motor.
Într-un motor cu aprindere prin comprimare, pierde ri mecanice pot
ap ărea datorit ă for țelor de frecare care intervin între:
– segmen ții de piston și c ăma șa de cilidru;
– fusurile paliere și lag ărele paliere;
– fusurile manetoane și lag ărele manetoane;
– mecanismul de distribu ție (arborele cu came, tache ți, culbutori,
supape de admisie, supape de evacuare);
– arborele cotit
Din rela ția (1) rezult ă puterea corespunz ătoare pierderilor mecanice:

e i mec PP P−= (2)

Puterea indicat ă a motorului se va determina cu rela ția:

[ ]kW z i n Vp z i n LPs i i
i ,10 60 10 60 3 3 − −⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅= (3)
unde:

70
[]JLi, – lucrul mecanic indicat al unui cilindru (aria ci clului indicat
în diagrama (p – V);


min ,rot n – tura ția motorului;
i – num ărul de cilindri ai motorului;
z – coeficientul de ritmicitate al motorului;


2,mNpi – presiunea medie indicat ă;
[]3,mVs – cilindreea unitar ă (volumul util);
[ ]32
,4mSDVs ⋅⋅=π;
[]mD, – diametrul cilindrului;
[]mS, – cursa pistonului.
Similar rela ției (3), puterea efectiv ă a motorului cu ardere intern ă
poate fi scris ă ca fiind:
[ ]kW z i n VpPs e
e ,10 60 3−⋅⋅⋅⋅⋅= (4)
Consumatorul de putere care încarc ă motorul cu ardere intern ă este o
frân ă hidraulic ă.
Puterea efectiv ă mai poate fi scris ă și sub forma:

[]kW Fnk Pf f f e , 736 . 0 ⋅⋅⋅= (5)
unde
310 −=fk – este constanta frânei hidraulice;


min ,rot nf – tura ția frânei;
[]kgf Ff, – for ța de frânare.
Presiunea medie efectiv ă se poate calcula egalând rela țiile (4) și (5):



⋅ ⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅=2,60 736 . 0
mN
z i n VFnkp
sf f f
e (6)
Randamentul mecanic se determin ă cu rela țiile (7) și (8):

ie
mec PP=η (7)
ie
mec pp=η (8)
Puterea corespunz ătoare pierderilor mecanice se calculeaz ă cu rela ția
(2).

71
Se calculeaz ă mec P mec η pentru diferite regimuri de înc ărcare și se
reprezint ă grafic curbele:
); (1nf Pmec =
); (2nfmec =η
)(3 e mec Pf=η .

3. Determinarea pierderilor mecanice mec P prin ac ționarea
motorului cu ardere intern ă cu un motor electric [1], [7], [9]

Pentru determinarea pierderilor mecanice motorul cu ardere intern ă
va lucra, pentru început, la înc ărcarea maxim ă pân ă când se ajunge la
regimul termic normal de func ționare. Motorul cu ardere intern ă va lucra
având drept consumator o frân ă hidraulic ă.
Instala ția este prev ăzut ă și cu un electromotor ce poate antrena
motorul cu ardere intern ă și frâna hidraulic ă.
Pentru determinarea cu exactitate a puterii corespu nz ătoare
pierderilor mecanice mec P trebuie s ă fie cunoscut randamentul efectiv al
motorului cu ardere intern ă pentru parametrii func ționali ai acestuia (puterea
efectiva eP și tura ția corespunz ătoare n).
Atunci când se cupleaz ă motorul cu ardere intern ă cu electromotorul
de ac ționare:

electr mec IUP η736 ⋅= (9)
unde
U, [V] – este tensiunea curentului de alimentare a electromotorului;
I, [A] – intensitatea curentului;
electr η – randamentul electromotorului, care se poate dete rmina pentru
diferite regimuri de func ționare folosind frâna hidraulic ă:

736 IUFnk
PPf f f
electr f
electr ⋅⋅⋅==η (10)
unde
310 −=fk – este constanta frânei hidraulice;


min ,rot nf – tura ția franei;
[]kgf Ff, – for ța de echilibrare a frânei.

În acest caz , de la electromotor se pune în func țiune frâna hidraulic ă
și motorul cu ardere intern ă:

72

f f f electr mec f electr electr mec
FnkIUPP P P
⋅⋅−⋅=−⋅=
ηη
736 (11)
unde
fP este puterea consumat ă de frâna hidraulic ă.
Prin aceast ă metod ă, mec P se determin ă cu aproxima ție de (3…5)%
având considera ție și faptul c ă în motorul cu ardere intern ă nu are loc arderea
combustibilului.
Randamentul mecanic al motorului cu ardere intern ă este:

mec ee
ie
mec PPP
PP
+==η (12)
unde
[]kW Pe, este puterea efectiv ă a motorului cu ardere intern ă;
[]kW Pi, este puterea indicat ă a motorului cu ardere intern ă.
Se poate calcula și randamentul mecanic )(e mec Pf−η pentru n =
const.
mec P și mec η se pot determina și cunoscând:
)(1 e t pf G=
și
)(2 e t Pf G=
pentru n = const.

mec ee
mec p pp
+=η (13)
și

mec ee
mec PPP
+=η (14)
unde


hkg Gt, este consumul orar de combustibil al motorului cu ardere
intern ă.
Se observ ă din figura I.7.1 cum se determin ă mec p și mec P, iar apoi
cu rela țiile (13) și (14) se poate calcula mec η.

73

Fig. I.7.1. Curbele de varia ție )(1 e t pf G= și )(2 e t Pf G= .

4. Determinarea pierderilor mecanice prin metoda suspe nd ării
injec ției de combustibil în cilindrii motorului [1], [7], [9]

Prin aceast ă metod ă se admite c ă puterea corespunz ătoare pierderilor
mecanice mec P nu se modific ă cu înc ărcarea motorului.

a) Schema instala ției experimentale

Pentru determinarea parametrilor efectivi ai unui m otor cu aprindere
prin comprimare se folose ște o instala ție experimental ă precum cea din
figura I.7.2. Elementele ei componente sunt:
1 – rezervor de combustibil (tanc de consum);
2 – robinet cu cep;
3 – robinet pentru suspendarea injec ției de combustibil;
4 – pompa de injec ție bloc;
5 – element de pomp ă;
6 – conduct ă de înalt ă presiune;
7 – injector;
8 – pompa de ungere;
9 – schimb ător de c ăldur ă pentru uleiul de ungere (r ăcitor de ulei);
10 – pompa de r ăcire;
11 – schimb ător de c ăldur ă pentru apa de r ăcire (r ăcitor de ap ă);
12 – frâna hidraulic ă;

74
13 – indicatorul de tura ție;
14 – indicatorul frânei hidraulice;
15 – cuplaj cu gheare;
16 – reductor de tura ție;
17 – transmisie prin curele;
18 – electromotor de pornire.

Fig. I.7.2. Instala ția experimental ă utilizat ă pentru determinarea parametrilor
efectivi ai motorului cu aprindere prin comprimare [15].

Lucrarea de laborator se va efectua pe motorul cu aprindere prin
comprimare D36M , cu urm ătoarele caracteristici:
– Puterea nominal ă: []CP Pnom 45 = ;

75
– Tura ția nominal ă 
=min , 1500 rot nnom ;
– Num ărul de cilindri: i = 4;
– Tipul de supraalimentare: motor nesupraalimentat;
– Diametrul cilindrului: D = 108 [mm];
– Cursa pistonului: S = 130 [mm];
– Combustibilul cu care este alimentat: motorin ă, cu puterea caloric ă
inferioar ă 
=kg kJ Hi , 42700 .

b) Modelul matematic

Puterea indicat ă a unui motor cu ardere intern ă se poate scrie ca fiind
egal ă cu:

mec e i PPP+= (15)
de unde rezult ă:
mec i e PPP−= (16)

Prin deschiderea robinetului 3 (figura I.7.2) se p une în comunica ție
interiorul conductei de înalt ă presiune 6, care face leg ătura dintre elementul
de pomp ă 5 și injectorul 7, și în acest fel se suspend ă injec ția de combustibil
în camera de ardere a cilindrului motorului termic.
Suspendând injec ția (oprirea aliment ării cu combustibil) pe rând la
fiecare cilindru, puterea efectiv ă dezvoltat ă de motor va fi:

mec i i imec mec mec mec i i i e
P P P PP P P P P P P P
−++==+++′−++=−
) () () (
4 3 24 3 2 1 4 3 2 1 (17)

mec i i imec mec mec mec i i i e
P P P PP P P P P P P P
−++==++′+−++=−
) () () (
4 3 14 3 2 1 4 3 1 2 (18)

mec i i imec mec mec mec i i i e
P P P PP P P P P P P P
−++==+′++−++=−
) () () (
4 2 14 3 2 1 4 2 1 3 (19)

mec i i imec mec mec mec i i i e
P P P PP P P P P P P P
−++==′+++−++=−
) () () (
4 3 24 3 2 1 3 2 1 4 (20)
unde
,… ,2 1 i iPP reprezint ă puterea indicat ă realizat ă de c ătre cilindri 1, 2,
… c ărora nu li s-a suspendat injec ția de combustibil;

76
,… ,2 1 mec mec P P reprezint ă puterea corespunz ătoare pierderilor
mecanice la cilindri 1, 2, … c ărora nu li s-a suspendat injec ția de
combustibil;
,… ,2 1 mec mec P P′′ reprezint ă puterea corespunz ătoare pierderilor
mecanice la cilindrii 1, 2, … cu injec ția de combustibil suspendat ă.
Se face ipoteza c ă exist ă o similitudine geometric ă perfect ă la
cilindrii motorului și la func ționarea acestora, iar pierderile mecanice la
cilindri sunt acelea și indiferent dac ă injec ția de combustibil este suspendat ă
sau nu.
Deci:
4 43 32 21 1
mec mec mec mec mec mec mec mec
P PP PP PP P
=′=′=′=′
(21)

Știind c ă suma puterilor indicate dezvoltate de cilindrii mo torului
este egal ă cu puterea indicat ă a motorului:

4 3 2 1 i i i i i P P P PP +++= (22)
și c ă suma pierderilor mecanice pe fiecare cilindru repr ezint ă pierderea
mecanic ă realizat ă pe întregul motor

4 3 2 1 mec mec mec mec mec P P P P P +++= (23)

Adunând rela țiile (17), (18), (19) și (20), rezult ă:

mec ii
kk e PiP i P ⋅−⋅−=∑
=− ) 1 (
1 (24)
unde i este num ărul de cilindri ai motorului cu aprindere prin comp rimare.
Ținând cont de rela ția (15), puterea corespunz ătoare pierderilor
mecanice devine:

∑−⋅−=
=−i
kk e e mec P P i P
1) 1 ( (25)

Aplicând rela ția (25) pentru motorul cu aprindere prin comprimare
D36M, pe care se face lucrarea, rezult ă:

1 4 3−⋅−⋅=e e mec P P P (26)

În rela ția (26)
f f f e Fnk P ⋅⋅⋅=736 . 0 (27)

77
reprezint ă puterea motorului când nu are niciun cilindru cu i njec ția
suspendat ă;
1 1 736 . 0− − ⋅⋅⋅=f f f e Fnk P (27)
reprezint ă puterea motorului când are un cilindru cu injec ția suspendat ă;
310 −=fk – este constanta frânei hidraulice;
fn – tura ția frânei hidraulice;
[]kgf Ff, – for ța la frâna hidraulic ă, când motorul nu are nici un
cilindru cu injec ția suspendat ă;
[]kgf Ff,1− – for ța la frâna hidraulic ă, când motorul are suspendat ă
injec ția de combustibil la un cilindru.
Frâna hidraulic ă fiind cuplat ă direct cu motorul D36M, tura ția frânei
va fi egal ă cu tura ția motorului:

n nf=

c) Etapele desf ăș ur ării experimentului

– Se verific ă nivelul apei din rezervorul de expansiune, nivelul de ulei
din carterul motorului și nivelul de combustibil din tancul de
consum;
– Se deschide valvula de combustibil 2 la tancul de c onsum 1;
– Se deschid valvulele de leg ătur ă dintre r ăcitoarele de ulei și ap ă și
circuitul exterior de r ăcire;
– Se porne ște pompa de r ăcire din circuitul exterior de r ăcire;
– Se cupleaz ă frâna hidraulic ă cu reductorul de tura ție (prin cuplajul cu
gheare 15);
– Se blocheaz ă pe pozi ția deschis supapele de admsie și evacuare ale
motorului;
– Se cupleaz ă electromotorul de pornire la re țeaua de electricitate;
– Dup ă atingerea tura ției minime de pornire, se trece pe alimentarea cu
combustibil și se deblocheaz ă supapele;
– Se decupleaz ă electromotorul de la re țea;
– Dup ă atingerea unui regim termic optim al motorului (ap a de r ăcire
la ie șirea din motor ajunge la 80-85 oC), se stabile ște un regim de
înc ărcare al motorului (un anumit debit de ap ă la frâna hidraulic ă);
– Se citesc for ța la frâna hidraulic ă []kgf Ff, și tura ția la frân ă


min ,rot nf ;
– Se deschide robinetul 3 prin care se suspend ă injec ția de combustibil;
– Se reduce debitul de ap ă pân ă când tura ția la frân ă va reveni la
valoarea anterioar ă când motorul func ționa f ără a avea injec ția de
combustibil suspendat ă;

78
– Se cite ște din nou valoarea for ței la frâna hidraulic ă []kgf Ff,1−
(când motorul func ționeaz ă având injec ția de combustibil
suspendat ă);
– Se repet ă opera țiunile pentru mai multe regimuri de func ționare;
– Se opre ște din func ționare motorul D36M;
– Se reface manevra de valvule la r ăcitoarele de apă și ulei;
– Se opre ște pompa de ap ă din circuitul exterior și se închide valvula
de cobustibil la tancul de consum.
Datele m ăsurate în timpul experimentului se vor trece în tab elul nr.1.
Dup ă ce se calculeaz ă to ți parametrii din tabelul nr. 1, se vor trasa
curbe de varia ție ale ) ( ); ( ); ( ); (1 1 1 1 1 nf nf Pnf Pnf Pmec mec e e = = = =− η .
În figurile de mai jos sunt prezentate aceste grafi ce.

Tabelul nr. 1.

Nr.
Crt. nf


min rot Ff
[]kgf Ff-1
[]kgf Pe
[]kW Pe-1
[]kW Pmec
[]kW ηmec

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
1.
2.
3.
4.
5.

Fig. I.7.3. Varia ția puterii efective dezvoltat ă de motor P e=f(n).

79

Fig. I.7.4. Varia ția puterii corespunz ătoare pierderilor mecanice P m=f(n).

Fig. I.7.5. Varia ția randamentului mecanic al motorului ηm=f(n).

80
8. BILAN ȚUL ENERGETIC AL MOTOARELOR CU
ARDERE INTERN Ă

Motoarele cu ardere intern ă produc lucru mecanic în urma prelucr ării
energiei termice degajate prin arderea combustibilu lui. Conform principiului
II al termodinamicii, numai o parte din energia deg ajat ă prin arderea
combustibilului va fi transformat ă în lucru mecanic, iar cealalt ă parte va fi
cedat ă sursei reci, motorul real lucrând cu un anumit ran dament termic, care
va fi întotdeauna mai mic decât randamentul termic al motorului ideal ce ar
lucra după ciclul Carnot.
O imagine complet ă a repartiz ării energiei în m.a.i. (motorul cu
ardere intern ă), este dat ă de bilan țul energetic, realizat pe cale experimental ă
prin încercarea în laborator pe un banc de probe am enajat special în acest
scop.
Reprezentarea sugestiv ă a bilan țului energetic al m.a.i. este
prezentat ă în figura I.8.1.

Fig.I.8.1. Diagrama Sankey [2], [5], [14].

Cantit ățile de energie care reprezint ă termenii bilan țului energetic se
pot exprima în:


hkJ – bilan ț energetic orar;


⋅h kW kJ – bilan ț energetic specific;
[]% – bilan ț energetic procentual.
Ecua ția bilan țului energetic orar se poate scrie sub forma [2], [ 5],
[14]:

81

+++=hkJ Q Q Q Q Qpd g apa u c , (1)
Împ ărțind ecuatia (1) cu puterea efectiv ă Pe a motorului, se ob ține
ecuația bilan țului energetic specific:



⋅+++=h kW kJ q q qq qpd g apa u c , (2)
Înmul țind ecua ția (2) cu
cq100 , se ob ține ecua ția bilan țului energetic
sub forma participa țiilor procentuale ale cantit ăților de energie:

[]%,pd g apa u c q q qq q ′+′+′+′=′ (3)

Determinarea termenilor bilan țului energetic se poate face pe cale
experimental ă.
a) Cantitatea de energie disponibil ă Qc, este cantitatea de c ăldur ă ce se
degaj ă prin arderea complet ă a combustibilului introdus în camera
de ardere a motorului [2], [5], [14]:


⋅=hkJ HC Qi h c ,
unde:


hkJ Ch, – consumul orar de combustibil al motorului;


kg kJ Hi, – puterea caloric ă inferioar ă a combustibilului.
Consumul orar de combustibil se determin ă prin metoda
gravimetric ă, m ăsurând timpul τ, [s] în care se consum ă cantitatea de
combustibil m c, [kg]:


⋅=hkg mCc
h , 3600 τ

Puterea caloric ă inferioar ă a motorinei, cu care se alimenteaz ă
motorul pentru care se face bilan țul energetic, 
=kg kJ Hi , 42700 .

b) Cantitatea de energie transformat ă în lucru mecanic util, Q u [2], [5],
[14]:

82

⋅=hkJ P Qe u , 3600

unde:
Pe, [kW] – puterea efectiv ă dezvoltat ă de motor.
Puterea efectiv ă, în cazul în care consumatorul de putere este o fr ân ă
hidraulic ă, se determin ă cu rela ția [1], [8], [13]:

[]kW Fnk Pf f f e , 736 . 0 ⋅⋅⋅=

unde:
310 −=fk – constanta frânei hidraulice;


min ,rot nf – tura ția arborelui frânei;
[]kgf Ff, – for ța la frâna hidraulic ă.

c) Cantitatea de c ăldur ă evacuat ă prin apa de r ăcire Q apa [2], [5], [14]:

( )
−⋅⋅=hkJ T T c m Qai ae apa apa apa , &

unde:
Tae , T ai , [K] – sunt temperaturile apei de r ăcire în circuitul închis
(interior) la ie șire, respectiv la intrare în motor.


⋅=Kkg kJ capa , 18 . 4


hkg mapa ,& – debitul de ap ă în circuitul interior de r ăcire.
Dac ă pe traseul circuitului interior de r ăcire este montat ă o
diafragm ă, debitul de ap ă va fi dat de rela ția:


Δ ⋅⋅⋅⋅⋅=hkg p S mapa , 2 3600 ρ α &

în care:
α – coeficient de debit al diafragmei;
S, [m 2] – suprafa ța de trecere a diafragmei;
ρ, 

3mkg – densitatea apei de r ăcire;

83

Δ2,mNp – căderea de presiune în diafragm ă.
Dac ă în locul c ăderii de presiune pΔ se utilizeaz ă c ăderea de
presiune apa hΔ , exprimat ă în mmHg, debitul apei din circuitul interior de
răcire se poate calcula cu rela ția:


Δ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=hkg h S mapa apa ,750 10 23600 5
ρ α &

d) Cantitatea de c ăldur ă evacuata prin gazele de ardere, Q g [2], [5], [14].
Folosind c ăldurile specifice ale gazelor de ardere, aerului și
combustibilului, c ăldura evacuat ă prin gaze este dat ă de rela ția:

( )
⋅ ⋅⋅−⋅′⋅−⋅′ ′⋅+=hkJ c t cC tc mtc C m Qc h aer p aer g p h aer g , & &

în care:


hkg maer ,& este debitul aerului aspirat de motor;


hkg Ch, – debitul (consumul orar) de combustibil al motoru lui;
tg, t aer , tc, [ oC] – temperaturile gazelor de ardere la ie șirea din motor, ale
aerului aspirat de motor și respectiv ale combustibilului consumat de motor;


⋅′ ′
grd kg kJ cp, – căldura specific ă la presiune constant ă a gazelor de ardere
evacuate din motor;


⋅′
grd kg kJ cp, – căldura specific ă la presiune constant ă a aerului;


⋅grd kg kJ cc, – căldura specific ă a combustibilului.
Debitul aerului aspirat de motor, se poate determi na cu ajutorul unei
diafragme montate pe tubulatura de aspira ție:


Δ ⋅⋅⋅⋅⋅=hkg p S maer aer , 2 3600 ρ α &

Dac ă se are în vedere c ă pentru o anumit ă diafragm ă, coeficientul de
debit α și sec țiunea de trecere a diafragmei S sunt constante, rel a ția de calcul

84
a debitului de aer se poate scrie în func ție de c ăderea de presiune în
diafragma aer hΔ , exprimat ă în mm H 2O, și densitatea aerului ρaer :


Δ ⋅⋅=hkg h k maer aer
aer ,
0ρρ&

în care:
02 3600 ρ α ⋅⋅⋅⋅= S k – constanta diafragmei când densitatea aerului est e
ρ0 (la temperatura de 20 oC și presiunea de 760 mm Hg).
Căldura specific ă la presiunea constant ă a gazelor de ardere se poate
determina pe baza c ăldurilor specifice ale fiec ărui component al gazelor de
ardere și ținând seama de participa țiile procentuale ale acestora.
Pentru un combustibil cu o compozi ție chimic ă dat ă – când arderea
acestuia se face cu un exces de aer mai mare decât 1 – căldura specific ă la
presiune constant ă a gazelor de ardere va fi în func ție de valoarea
coeficientului de exces de aer și în func ție de temperatur ă, ca în figura I.8.2.
Coeficientul de exces de aer se determin ă cu rela ția:

0LL=α

L0 este cantitatea de aer necesar ă arderii complete ( α = 1) a unui
kilogram de combustibil;

=comb kg aer kg
CmL
haer
..,& – cantitatea real ă de aer consumat ă de motor
pentru arderea unui kilogram de combustibil.
Ținând cont c ă pentru un combustibil cu compozitia chimic ă
standard (c=87% ; h=12.6% ; 0+n+s=0.4%):

L0 = 14.35 

comb kg aer kg
…

Rezult ă:

haer
Cm
⋅=35 . 14 &α

Cu valoarea coeficientului de exces de aer α astfel calculat ă și în
func ție de temperatura gazelor de ardere, din figura I.8 .2 se poate determina
valoarea c ăldurii specifice la presiune constant ă pc′′ a gazelor.

85

Fig. I.8.2. Varia ția c ăldurii specifice la presiune constant ă a gazelor de
ardere pc′′, rezultate din arderea unui combustibil cu compozi ția chimic ă
standard.

Valorile c ăldurilor specifice ale aerului și combustibilului la o
temperatur ă de 20 oC sunt:


⋅=′
grd kg kJ cp ,005 . 1


⋅=grd kg kJ cc , 90 . 2

e) Cantitatea de energie ce nu poate fi determinat ă pe cale
experimental ă (energia pierdut ă pe diverse c ăi), cuprinde:
– energie pierdut ă prin frec ări mecanice Q fr ;
– energie pierdut ă prin uleiul de ungere Q ulei ;
– energie necesar ă pentru antrenarea mecanismelor auxiliare Q mec.aux ;
– căldura pierdut ă prin procesele de radia ție și convec ție ce nu au loc
între suprafe țele exterioare ale motorului și mediul exterior Q rad+conv ;

86
– căldura echivalent ă energiei cinetice a gazelor arse la evacuarea din
motor Q en.cin.g ;
– căldura pierdută prin arderile incomplete a combustibilului Q ard.inc .
Suma acestor pierderi de energie este diferen ța dintre energia
disponibil ă Qc și suma dintre energia util ă Qu, c ăldura evacuat ă prin apa de
răcire Q apa și c ăldura evacuat ă prin gazele de ardere Q g :

( )
++−=hkJ Q Q Q Q Qg apa u c pd ,

În cadrul lucr ării de laborator se va efectua bilan țul energetic al
motorului D 103. Schema instala ției aferente este prezentat ă în figura I.8.3.
Elementele componente ale instala ției sunt:
1- pompa de injec ție bloc;
2- pompa de r ăcire;
3- termometru la care se va citi temperatura apei la i e șirea din motor
Tae ;
4- rezervor de expansiune din circuitul interior de r ăcire;
5- diafragma pentru citirea c ăderii de presiune apa hΔ ;
6- termometru la care se va citi temperatura apei la i ntrarea în motor
Tai;
7- răcitor din circuitul interior de r ăcire;
8- tancul de consum combustibil;
9- robinet;
10- robinet cu trei c ăi;
11- balan ța;
12- vas;
13- injector;
14- tubulatura evacuare gaze de ardere din motor;
15- termocuplu pentru determinarea temperaturii gazelor de ardere la
evacuarea din motor;
16- indicator pentru citirea for ței la frâna hidraulic ă;
17- indicator pentru citirea tura ției motorului;
18- indicator pentru citirea temperaturii gazelor de ar dere;
19- frâna hidraulic ă;
20- tubulatura de aspira ție aer;
21- filtru de aer;
22- diafragma pentru citirea c ăderii de presiune aer hΔ ;
23- robinetul de acces al apei la frâna hidraulic ă.
Constanta frânei hidraulice din aceast ă instala ție are valoarea
kf = 10 -3,
când puterea motorului se calculeaz ă în kW.
Diafragma montat ă în circuitul apei de r ăcire are urm ătoarele
caracteristici:
d = 0.026 m – diametrul de trecere al diafragmei;
α = 0.764 – coeficientul de debit al diafragmei.

87

Fig. I.8.3. Schema standului experimental pentru ef ectuarea bila țului energetic [15].

88
Ținând seama și de valoarea densit ății apei de r ăcire ρ = 10 3 

3mkg , rezult ă
rela ția de calcul a debitului de ap ă de r ăcire în circuitul interior:


Δ⋅=hkg h mapa apa , 378 & ,

în care c ăderea de presiune apa hΔ este exprimat ă în mm Hg.
Pentru determinarea debitului de aer, pe tubulatur a de aspira ție a
motorului este montat ă o diafragm ă pentru care:
k = 15.3 – constanta diafragmei.
Bilan țul energetic se va efectua pentru regimuri diferite de
func ționare al motorului.
Pentru a se ob ține rezultate corecte este absolut necesar ca dup ă
alegerea regimului de func ționare al motorului, s ă se a ștepte un timp
suficient pân ă ce regimul termic al motorului devine sta ționar și numai dup ă
aceea se va proceda la citirea m ărimilor necesare bilan țului energetic.
Este recomandabil ca la fiecare regim de func ționare al motorului la
care se determin ă bilan țul energetic s ă se fac ă câteva citiri ale parametrilor,
din 5 în 5 minute și s ă se fac ă media aritmetic ă a valorilor ob ținute.
În timpul determinarilor, m ărimile citite vor fi trecute în tabelul 1.

Tabelul nr. 1.
Nr.
crt. Ff nf ∆hapa Tae Tai ∆haer tg taer tc mc τ tatm patm
kgf
min rot mm
Hg oC oC mm
H2O oC oC oC kg s oC mm
Hg
1.
2.

În tabelul nr. 2 se vor calcula m ărimile intermediare ce intervin în
bilan țul energetic.

Tabelul nr. 2.
Nr.
crt. Pe
[kW] Ch


hkg apa m&


hkg aer m&


hkg α
– pc′′


⋅grd kg kJ

f f f Fnk⋅⋅⋅736 . 0
τcm⋅ 3600 apa hΔ ⋅ 378
aer aer hΔ ⋅⋅
03 . 15 ρρ
haer
Cm
⋅35 . 14 &
din
fig.I.8.
2
1.
2.

89

În tabelul nr. 3 se vor calcula termenii ecua ției bilan țului energetic
sub toate cele trei forme (absolute, specific, proc entual).
În final se va reprezenta reparti ția energiei (diagrama Sankey) sub
una dintre cele trei forme calculate în tabelul nr. 3.

Tabelul nr. 3.
Nr
crt Qc Qu Qapa Qg Qpd qc qu qapa qg qpd


hkJ


hkJ


hkJ


hkJ


hkJ


⋅h kW kJ


⋅h kW kJ


⋅h kW kJ


⋅h kW kJ


⋅h kW kJ
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)
1.
2.

cq′ uq′ apa q′ gq′ pd q′ cq′
[%] [%] [%] [%] [%] [%]
(12) (13) (14) (15) (16) (17)

Desf ăș urarea lucr ării de laborator

În timpul desf ăș ur ării lucr ării de laborator, se vor efectua
urm ătoarele opera țiuni în succesiunea de mai jos:
1. Verificarea st ării tehnice a instala ției de laborator și preg ătirea
acesteia pentru func ționare:
– Verificarea nivelului uleiului din baia de ulei;
– Verificarea nivelului apei de r ăcire în circuitul interior, în rezervorul
de expansiune al acestuia (pozitia 4, fig. I.8.3). Pornirea pompei de
circula ție a apei de r ăcire în circuitul exterior;
– Deschiderea aliment ării cu combustibil a motorului și amorsarea
instala ției de combustibil, prin deschiderea robinetului 9 (fig. I.8.3);
– Punerea sub tensiune de curent continuu a tabloului de semnalizare și
avertizare a instala ției și verificarea semnaliz ării corecte a acesteia.
2. Pornirea instala ției și aducerea ei la un regim de func ționare normal ă:
– Pornirea motorului se face cu ajutorul demarorului electric prin
intermediul unei manete. Pornirea se va face având închi și urm ătorii
robine ți: de intrare a apei în frâna hidraulic ă, de intrare a apei de
răcire din circuitul exterior în r ăcitorul de ulei și răcitorul de ap ă.
Pârghia de accelera ție va trebui s ă fie fixat ă inainte de pornire la
semnul, de pe sectorul gradat, corespunz ător pornirii;

90
– Dup ă pornirea motorului, se m ăre ște tura ția pân ă la aproximativ
1600 

min rot (tura ția nominal ă fiind de 1800 

min rot ) și se deschide
robinetul de intrare a apei în frân ă pân ă când aceasta va indica
aproximativ 10 kgf;
– Se las ă motorul s ă func ționeze în aceste condi ții pân ă când
temperatura apei de r ăcire ajunge la valoarea de 65 – 70 oC. În acest
moment se deschid robine ții de intrare a apei din circuitul exterior în
răcitorul de ulei, respectiv r ăcitorul de ap ă. De asemenea, se ridic ă
tura ția motorului pân ă la 1800 

min rot .
– Se stabile ște primul regim de func ționare al motorului la care
urmeaz ă s ă se determine bilan țul energetic prin stabilirea for ței la
frâna corespunz ătoare. Dup ă ce regimul termic al motorului devine
static (temperatura gazelor se men ține constant ă în timp), se citesc
parametrii necesari bilan țului energetic și se trec în tabelul nr. 1.
Este necesar ca parametrii s ă se citeasc ă într-un timp foarte scurt și
în acela și timp cu determinarea consumului de combustil (pri n
cronometrarea timpului τ [s] în care se consum ă cantitatea de
combustibil m c [kg]);
– Se trece la un alt regim de func ționare prin modificarea înc ărc ării la
frâna hidraulic ă (prin modificarea debitului de ap ă de la robinetul
23, fig. I.8.3) și se procedeaz ă ca mai sus.
3. Dup ă realizarea determin ărilor se efectueaz ă urm ătoarele opera țiuni:
– Se închide robinetul de intrare a apei în frâna hid raulic ă;
– Se reduce tura ția motorului pân ă la relanti (tura ția minim ă de
func ționare) și se las ă s ă func ționeze în aceste condi ții aproximativ 5
minute;
– Se opre ște motorul, se închid robine ții de intrare a apei în r ăcitoarele
de ulei și de ap ă, se opre ște func ționarea pompei din circuitul
exterior de r ăcire, se scoate instala ția de semnalizare și avertizare de
sub tensiune.

Con ținutul referatului asupra lucr ării de laborator:
1. Descrierea metodei de determinare a bilan țului energetic (pe
scurt).
2. Datele experimentale (tabelul nr. 1) și m ărimile calculate (tabelul
nr. 2 și tabelul nr. 3).
3. Reprezentarea schematic ă a bilan țului energetic al motorului
(diagram Sankey, din figura I.8.1).
4. Aprecieri asupra utiliz ării energiei termice ob ținut ă prin arderea
combustibilului în motoarele cu ardere intern ă.

91
9. CARACTERISTICA DE ELICE (PROPULSIE)

1. Scopul lucr ării : Determinarea experimental ă a caracteristicii de
elice (propulsie) pentru un motor cu ardere intern ă din componen ța
unei instala ții de propulsie.

2. Schema instala ției experimentale

Fig. I.9.1. Instala ția experimental ă utilizat ă pentru determinarea parametrilor
efectivi ai motorului cu aprindere prin comprimare [15].

Pentru determinarea caracteristicii de elice (prop ulsie) pentru un
motor cu aprindere prin comprimare se folose ște o instala ție experimental ă
precum cea din figura I.9.1. Elementele ei componen te sunt: 1 – rezervor de

92
combustibil (tanc de consum); 2 – balan ța; 3 – vas; 4 – robinet cu trei c ăi ; 5
– motor D36M ; 6 – pompa de r ăcire ; 7 – schimb ător de c ăldur ă pentru apa
de r ăcire (r ăcitor de ap ă) ; 8 – pompa de ungere ; 9 – schimb ător de c ăldur ă
pentru uleiul de ungere (r ăcitor de ulei) ; 10 – frân ă hidraulic ă ; 11 –
indicatorul frânei hidraulice ; 12 – indicatorul de tura ție ; 13 – cuplaj cu
gheare ; 14 – reductor de tura ție ; 15 – transmisie prin curele ; 16 –
electromotor de pornire.
Lucrarea de laborator se va efectua pe motorul cu aprindere prin
comprimare D36M , cu urm ătoarele caracteristici :
– Puterea nominal ă : []CP Pnom 45 = ;
– Tura ția nominal ă 
=min , 1500 rot nnom ;
– Num ărul de cilindri: i = 4;
– Tipul de supraalimentare: motor nesupraalimentat;
– Diametrul cilindrului : D = 108 [mm] ;
– Cursa pistonului : S = 130 [mm] ;
– Combustibilul cu care este alimentat : motorin ă, cu puterea caloric ă
inferioar ă 
=kg kJ Hi , 42700 .

3. Schema instala ției de propulsie

Instala ția de propulsie cu transmisie direct ă (figura I.9.2), cu un
singur lag ăr intermediar de sprijin, are randamentul liniei de arbori ηla ≈ 1.
Aceast ă linie de arbori poate fi aproximat ă cu cea prezentat ă în figura I.9.3.
Elementele componente din cele trei figuri sunt :
1 – elice cu pas fix ;
2 – lag ăr pupa al tubului etambou ;
3 – lag ăr prova al tubului etambou ;
4 – arbore portelice ;
5 – arbore intermediar ;
6 – lag ăr intermediar de sprijin ;
7 – motor principal;
8 – frâna hidraulic ă.

Pentru instala ția de propulsie din figura I.9.2, puterea la flan șa de
cuplare a motorului cu linia de arbori, va fi dat ă de rela ția [9]:

[ ]kW PP
la el
m ,η= (1)

unde
P el , [kW] este puterea la elice ;
ηla – randamentul liniei de arbori.
Pentru instala ția de propulsie din figura I.9.3 vom avea :

93

94

[]kW P Pel m ,= (2)

Puterea la elice se determin ă cu urm ătoarea rela ție [9]:

[]kW M Pel el ,ω⋅= (3)

unde :

[]mkN Dn k Mq el ⋅⋅⋅⋅=5 2
,ρ (4)

este momentul la elice ;
unde :
k q este coeficientul de moment ;


3,mkg ρ – densitatea apei;


min ,rot n – tura ția liniei de arbori;
D, [m] – diametrul elicei ;

⋅=srad n,30 πω – viteza unghiular ă de rota ție a liniei de arbori.
Cu rela țiile pentru momentul la elice M el și viteza unghiular ă ω, puterea
la elice va fi [9] :

[ ] mkN nCn D knDn k Pq q el
⋅⋅==⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅=
,30 30
33 5 5 2 πρπρ
(5)
unde :
30 5πρ⋅⋅⋅= D kCq este o constant ă pentru o instala ție de propulsie
cunoscut ă.
Deci :

[]kW nC P Pel m ,3⋅== .

Pe de alt ă parte, instala ția de propulsie din figura I.9.3 poate fi
aproximat ă cu o instala ție la care motorul Diesel este cuplat cu o frân ă
hidraulic ă (figura I.9.4), la care puterea consumat ă de frâna hidraulic ă este
dat ă de rela ția [9]:

[]kW Fnk Pf f f m ,⋅⋅= (6)

95

unde:
kf = 10 -3 este constanta frânei hidraulice ;


min ,rot nf – tura ția frânei hidraulice;
Ff, [kgf] – for ța masurat ă la frâna hidraulic ă.
Pentru motorul D 36 M, pe care se vor face determi n ările
experimentale:
– Puterea nominal ă Pnom = 45 CP;
– Tura ția nominal ă 
=min , 1500 rot nnom
se poate scrie egalitatea:

[]kW Ffnom , 1500 10 45 3⋅⋅=−

de unde rezult ă for ța la frâna hidraulic ă când motorul functioneaz ă la
parametrii nominali:

F fnom = 30, [kgf].

Din egalitatea rela țiilor (5) și (6), vom avea:

f f f Fnk nC ⋅⋅=⋅3 (7)

Se scrie rela ția (7) pentru regimul nominal și pentru un regim de
exploatare al motorului. Rezult ă :

fnom fnom f nom F nk nC ⋅⋅=⋅3 (8)
exp exp 3
exp f f f F nk nC ⋅⋅=⋅ (9)

Se scrie raportul rela țiilor (8) si (9):

exp exp 3
exp 3
f f ffnom fnom f nom
F nkF nk
nCnC
⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅

sau

exp 3
exp ffnom nom
FF
nn=



.

Rezult ă :

96

3
exp
exp 


⋅=
nom fnom fnnF F (10)

Din rela ția (10) se poate determina for ța la frâna hidraulic ă Ff exp la diferite
tura ții la regimuri de exploatare a instala ției de propulsie (tabelul nr. 1).

Tabelul nr. 1.
n


min rot 1500 1400 1300 1200 1100 1000
Ff
[]kgf 30 26.1 22.5 19.2 16.1 13.3

Desf ășurarea determin ărilor experimentale

În timpul desf ășuării lucr ării de laborator, se vor efectua urm ătoarele
opera țiuni în succesiunea de mai jos:
1. Verificarea st ării tehnice a instala ției de laborator și preg ătirea
acesteia pentru func ționare:
– Verificarea nivelului uleiului din baia de ulei;
– Verificarea nivelului apei de r ăcire în circuitul interior, în rezervorul
de expansiune al acestuia. Pornirea pompei de circu la ție a apei de
răcire în circuitul exterior ;
– Deschiderea aliment ării cu combustibil a motorului și amorsarea
instala ției de combustibil;
– Punerea sub tensiune de curent continuu a tabloului de semnalizare și
avertizare a instala ției și verificarea semnaliz ării corecte a acesteia.
2. Pornirea instala ției și aducerea ei la un regim de func ționare
normal ă :
– Pornirea motorului se face cu ajutorul demarorului electric prin
intermediul unei manete. Pornirea se va face având închi și urm ătorii
robine ți : de intrare a apei în frâna hidraulic ă, de intrare a apei de
răcire din circuitul exterior în r ăcitorul de ulei și r ăcitorul de ap ă.
Pârghia de accelera ție va trebui s ă fie fixat ă înainte de pornire la
semnul corespunz ător pornirii, de pe sectorul gradat;
– Dup ă pornirea motorului, se m ăre ște tura ția până la aproximativ
1300 

min rot (tura ția nominal ă fiind de 1500 

min rot ) și se deschide
robinetul de intrare a apei în frân ă pân ă când aceasta va indica
aproximativ 10 kgf ;
– Se las ă motorul s ă func ționeze în aceste condi ții pân ă când
temperatura apei de r ăcire ajunge la valoarea de 65 – 70 oC. În acest
moment se deschid robine ții de intrare a apei din circuitul exterior în

97
răcitorul de ulei, respectiv r ăcitorul de ap ă. De asemenea, se ridic ă
tura ția motorului pân ă la 1500 

min rot .
– Se stabile ște primul regim de func ționare al motorului prin stabilirea
for ței la frâna corespunz ătoare. Dup ă ce regimul termic al motorului
devine static (temperatura gazelor se men ține constant ă în timp), se
citesc parametrii necesari bilan țului energetic și se trec în tabelul nr.
2;
– Se trece la un alt regim de func ționare prin modificarea înc ărc ării la
frână și se procedeaz ă ca mai sus.
3. Dup ă efectuarea determin ărilor se parcurg urm ătoarele opera țiuni :
– Se închide robinetul de intrare a apei în frâna hid raulic ă;
– Se reduce tura ția motorului pân ă la relanti (tura ția minim ă de
func ționare) și se las ă s ă func ționeze în aceste condi ții aproximativ 5
minute;
– Se opre ște motorul, se închid robine ții de intrare a apei în r ăcitoarele
de ulei și de ap ă, se opre ște func ționarea pompei din circuitul
exterior de r ăcire, se scoate instala ția de semnalizare și avertizare de
sub tensiune.
Datele experimentale se vor trece în tabelul nr. 2. :

Nr.
Crt. n
Ff
Tg
ai ae
tt
ui ue
tt
ui ue
pp Pe



min rot [kgf] [kW]
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
1.
2.

În tabelul nr.2 au fost utilizate urm ătoarele nota ții:
T g, [ OC] reprezint ă temperatura gazelor arse evacuate din motor ;
t ai , [ OC] – temperatura apei la intrarea în motor ;
t ae , [ OC] – temperatura apei la ie șirea din motor ;
t ui , [ OC] – temperatura uleiului la intrarea în motor ;
t ue , [ OC] – temperatura uleiului la ie șirea din motor ;
p ui , 

2mN – presiunea uleiului la intrarea în motor ;
pue , 

2mN – presiunea uleiului la ie șirea din motor ;
P e, [kW] – puterea efectiv ă a motorului la regimul considerat
(determinat ă cu rela ția (6)).

98
Con ținutul referatului asupra lucr ării de laborator :

1. Descrierea metodei de efectuare a determin ărilor .
2. Datele experimentale (tabelul nr. 2).
3. Reprezentarea grafic ă a curbelor de varia ție a m ărimilor
calculate în coloanele (4), (5), (6), (7) și (8) în func ție de tura ția
motorului.

În figurile I.9.5÷I.9.9 sunt reprezentate m ărimile determinate în
tabelul nr. 2 din coloanele (4), (5), (6), (7) și (8) în func ție de tura ția
motorului.

Fig. I.9.5. Varia ția temperaturii gazelor evacuate din motor în func ție de
tura ția motorului.

99

Fig. I.9.6. Varia ția raportului temperatura apei de r ăcire la ie șirea din motor/
temperatura apei de r ăcire la intrarea în motor.

Fig. I.9.7. Varia ția raportului temperatura uleiului de ungere la ie șirea din
motor/ temperatura uleiului de ungere la intrarea î n motor.

100

Fig. I.9.8. Varia ția raportului presiunea uleiului de ungere la ie șirea din
motor/ presiunea uleiului de ungere la intrarea în motor.

Fig. I.9.9. Varia ția puterii efective a motorului în func ție de tura ția
motorului.

101
10. DETERMINAREA RAPORTULUI VOLUMETRIC DE
COMPRIMARE, A COEFICIENTULUI VOLUMETRIC DE
UMPLERE ȘI A COEFICIENTULUI GAZELOR REZIDUALE

De o mare importan ță pentru aprecierea gradului de evolu ție a unui
motor cu ardere intern ă, ilustrat ă prin perfec țiunea realiz ării schimbului de
gaze între cilindru și mediul exterior, este stabilirea parametrilor leg a ți de
acest proces: raportul volumetric de comprimare, co eficientul volumetric de
umplere și coeficientul gazelor reziduale.

1. Determinarea raportului volumetric de comprimare

a) Pentru motoarele cu ardere intern ă în patru timpi:

Fig. I.10.1. Procesul de admisie normal ă (nesupraalimentat ă) a unui motor
cu ardere intern ă în patru timpi [1], [7].

Raportul volumetric de comprimare ε, așa cum rezult ă și din figura
I.10.1, este definit ca raportul dintre volumul tot al al cilindrului V a și
volumul camerei de ardere V m (volumul spa țiului mort) [1], [7]:

ms
ms m
ma
VV
VV V
VV+=+== 1 ε (1)
unde:
[ ]32
,4mSDVs⋅=π este volumul de lucru (cilindreea unitar ă a
motorului;

102
D, [m] – diametrul (alezajul) cilindrului ;
S, [m] – cursa pistonului.

Fig. I.10.2. Camera de ardere a unui motor cu arder e intern ă [1], [7].

Pentru determinarea raportului volumetric de compr imare, va trebui
să se cunoasc ă diametrul cilindrului, cursa pistonului și volumul camerei de
ardere (conform rela ției 2).
Elementele componente din figura I.10.2 au urm ătoarea
semnifica ție :
1. chiulasa ;
2. căma șa de cilindru ;
3. piston.

b) Pentru motoarele cu ardere intern ă în doi timpi, unde procesul de
comprimare se desf ășoar ă numai pe parcursul cursei utile a
pistonului egal ă cu (1-ψ) din cursa efectiv ă, se va putea
determina un raport volumetric de comprimare nomina l și un
raport volumetric de comprimare efectiv cu urm ătoarele rela ții:

ms m
VV V+=ε [1], [7] (2)
este raportul volumetric de comprimare nominal;

103
()
mm s
ms m
VVV
VV V +−=+=′ψε1 (3)
sau
()()1 11 −−+=′ εψ ε (4)
este raportul volumetric de comprimare efectiv, ε, este raportul de
comprimare aparent, iar
She=ψ este raportul dintre în ălțimea ferestrelor de evacuare și cursa
pistonului sau Shb=ψ la motoarele în doi timpi cu sistemul de baleaj
evacuare in echicurent.

Fig. I.10.3. Procesul de admisie normal ă a unui motor cu ardere intern ă în
doi timpi [1], [7].

104
Pentru camere de ardere divizate, volumul spa țiului mort va fi:
m m m V V V ′′+′= (5)

unde

sDVm ⋅⋅=′
42π – volumul delimitat de piston, când acesta se afl ă în PMI și
cilindru;
mV′′ – volum determinat prin umplerea cu motorin ă a p ărților camerei de
ardere ce nu pot fi m ăsurate (din chiulas ă și piston).

2. Determinarea coeficientului volumetric de umplere

În condi țiile reale de func ționare a motoarelor cu ardere intern ă,
cantitatea de înc ărc ătur ă proaspat ă reținut ă în cilindru în decursul procesului
de admisie, este mai mic ă decât cantitatea de înc ărcatur ă proaspat ă ce ar
rămâne în cilindru în cazul când procesul de umplere s-ar realiza în condi ții
ideale, f ără pierderi.
Pentru aprecierea cantitativ ă a perfec țiunii procesuslui de umplere
este folosit coeficientul volumetric de umplere (sa u randamentul umplerii)
ηv, definit ca fiind raportul dintre cantitatea de în c ărc ătur ă proasp ătă r ămas ă
în cilindru în condi țiile umplerii reale și cantitatea de înc ărc ătur ă proasp ătă
ce ar fi r ămas în cilindru dac ă umplerea ar fi avut loc în condi ții ideale.
Plecând de la aceast ă defini ție, și pe baza unor ipoteze
simplificatoare, se ajunge la urm ătoarea expresie a coeficientului volumetric
de umplere normal ă (f ără supraalimentare) a motoarelor cu ardere intern ă în
patru timpi [1], [7]:

00
0 0 11
TT
pp
ppr a
v′
−⋅−=εεη (6)
în care:
p0 si T 0 sunt presiunea respectiv temperatura aerului atmosf eric în galeria de
admisie ;
pa – presiunea înc ărc ăturii proaspete la sfâr șitul procesului de admisie;
pr – presiunea gazelor reziduale la evacuarea din cil indrul motorului ;
0T′ – temperatura înc ărc ăturii proaspete la sfâr șitul procesului de admisie.
0 0 0 T TTΔ+=′ [1], [7]
pa = (0.85…0.90)p 0
pr = 1.02 … 1.06 bar – pentru motoarele cu ardere int ern ă lente;
pr = 1.05 … 1.15 bar – pentru motoarele cu ardere int ern ă rapide.
La motoarele cu umplere for țat ă (supraalimentate), în expresia (6), se
vor înlocui parametrii p 0 și T 0 cu parametrii aerului la ie șirea din r ăcitorul de
aer al grupului de supraalimentare p s si T s [1], [7]:

105

ss
sr
sa
vTT
pp
pp
′
−⋅−=εεη11 (7)
pa = (0.90…0.96)p s
ps = (1.2 … 1.5) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
mic ă ;
ps = (1.5 … 2.0) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
medie;
ps = (2.0 … 3.5) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
ridicat ă.

Pentru motoarele cu ardere intern ă în doi timpi, expresia
coeficientului volumetric de umplere raportat la cu rsa efectiv ă de
comprimare va fi [1], [7]:

ss
sr
sa
vTT
pp
pp
′
−⋅′
−′=εεη11 (8)
unde:
ps = (1.2 … 1.5) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
mic ă ;
ps = (1.5 … 2.0) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
medie;
ps = (2.0 … 3.5) bar – în cazul motoarelor cu supraal imentare de presiune
ridicat ă;
ss
nn
s
sppTT1
00−



= [1], [7]- temperatura aerului la ie șirea din grupul de
supraalimentare;
ns – exponentul politropic de comprimare a aerului în pompa de baleiaj ;
ns = 1.40 … 1.60 pentru pompele de baleiaj cu piston ;
( ) 05 . 0 … 02 . 02−+=r s
ap pp , [bar] ([1], [7])– pentru motoarele cu ardere
intern ă cu sistem de baleiaj – evacuare în bucl ă;
Pa = (0.85 … 1.05)p s – pentru motoarele cu ardere intern ă cu sistem de baleiaj
– evacuare în echicurent;
Coeficientul volumetric de umplere raportat la cur sa total ă a
pistonului este dat de rela ția :

()ψηη−′=1v v (9)

106
3. Determinarea coeficientului gazelor reziduale

Aprecierea calitativ ă a perfec țiunii procesului de umplere a
cilindrilor motoarelor cu ardere intern ă, se face prin coeficientul gazelor
reziduale γr, definit ca fiind raportul dintre cantitatea de ga ze arse r ămase în
cilindru la sfâr șitul procesului de evacuare și cantitatea de înc ărc ătur ă
proasp ătă rămas ă efectiv în cilindru la sfâr șitul procesului de umplere.
Pentru motoarele cu aprindere prin comprimare în pa tru timpi cu
umplere normal ă a cilindrului acest coeficient are urm ătoarea expresie
stabilit ă în urma unor ipoteze simplificatoare [1], [7]:

v rr
rTT
pp
η εγ1
110
0−= (10)

în care T r = 600 … 900 oK este temperatura gazelor reziduale la sfâr șitul
procesului de evacuare, ceilal ți parametri având semnifica ția de la punctele
anterioare.
Pentru motoarele cu aprindere prin comprimare în p atru timpi cu
umplere for țat ă (supraalimentat ă) a cilindrului acest coeficient are
urm ătoarea expresie [1], [7]:

v rs
sr
rTT
pp
η εγ1
11
−= (11)

4. Modul de efectuare a lucr ării

În cadrul lucr ării de laborator, se vor determina :
– raportul volumetric de comprimare ε;
– coeficientul volumetric de umplere (sau ranadamentu l umplerii)
ηv ;
– coeficientul gazelor reziduale γr.
Determin ările se vor efectua pe motoarele:
– TN-25 (motor cu aprindere prin comprimare în doi ti mpi);
– P-10 (motor cu aprindere prin comprimare în doi tim pi);
– S-6 (motor cu aprindere prin comprimare în patru ti mpi
nesupraalimentat);
– D-103 (motor cu aprindere prin comprimare în patru timpi
nesupraalimentat);
– MAN (motor cu aprindere prin comprimare în patru ti mpi
supraalimentat);
Parametrii men ționa ți se vor determina pe baza rela țiilor de mai sus,
în care se vor considera :
– p0 si T 0 – presiunea și temperatura aerului din laborator ;
– pa = p 0 – ∆pa, în care ∆pa reprezint ă pierderile de presiune
gazodinamice pe traseul de aspira ție: ∆pa = (0.1 … 0.15)p 0

107
pentru motoarele cu aprindere prin comprimare în pa tru timpi
nesupraalimentate ;
– pr = 1.02 … 1.06 bar – pentru motoarele lente ;
– pr = 1.05 … 1.15 bar – pentru motoarele rapide;
– 0 0 0 T TTΔ+=′ , în care ∆T0 este cre șterea de temperatur ă datorit ă
înc ălzirii înc ărc ăturii proaspete în timpul trecerii prin canalele
sistemului de admisie: ∆T0 = 10 … 20 oK ;
– Tr = 600 … 900 oK.
Volumul camerei de ardere V m necesar pentru determinarea
raportului volumetric de comprimare, se determin ă prin m ăsur ări mecanice
și prin umplere cu ulei sau motorin ă a p ărților camerei de ardere ce nu pot fi
măsurate.

108
11. DETERMINAREA CARACTERISTICILOR DE SARCIN Ă ALE
MOTOARELOR CU ARDERE INTERN Ă

Caracteristica de sarcin ă a unui motor cu ardere inter ă se ob ține
păstrând tura ția constant ă (n = const.) și modificând înc ărc ărea motorului
(P e=variabil). În cazul instala țiilor navale de propulsie cu propulsoare de tip
elice cu pas fix, tura ția motorului este variabil ă între tura ția minim ă și tura ția
maxim ă. În cazul instala țiilor navale de propulsie cu propulsoare de tip eli ce
cu pas reglabil, tura ția motorului are o valoare constant ă și este egal ă cu
tura ția de exploatare a motorului.

Caracteristica de sarcin ă este necesar ă pentru studiul randamentului
motorului cu ardere intern ă, consumului specific efectiv de combustibil,
presiunea medie efectiv ă, momentul efectiv de rota ție, consumul efectiv de
căldur ă.

1. Schema instala ției experimentale

Determinarea caracteristicilor de sarcin ă ale unui motor cu aprindere
prin comprimare se va efectua pe o instala ție experimental ă precum cea din
figura I.11.1. Elementele ei componente sunt: 1 – r ezervor de combustibil
(tanc de consum); 2 – balan ța; 3 – vas; 4 – robinet cu trei c ăi ; 5 – motor
D36M ; 6 – pompa de r ăcire ; 7 – schimb ător de c ăldur ă pentru apa de r ăcire
(r ăcitor de ap ă) ; 8 – pompa de ungere ; 9 – schimb ător de c ăldur ă pentru
uleiul de ungere (r ăcitor de ulei) ; 10 – frâna hidraulic ă ; 11 – indicatorul
frânei hidraulice ; 12 – indicatorul de tura ție ; 13 – cuplaj cu gheare ; 14 –
reductor de tura ție ; 15 – transmisie prin curele ; 16 – electromoto r de
pornire.
Lucrarea de laborator se va efectua pe motorul cu a prindere prin
comprimare D36M , cu urm ătoarele caracteristici :
– Puterea nominal ă : []CP Pnom 45 = ;
– Tura ția nominal ă 
=min , 1500 rot nnom ;
– Num ărul de cilindri: i = 4;
– Tipul de supraalimentare: motor nesupraalimentat;
– Diametrul cilindrului : D = 108 [mm] ;
– Cursa pistonului : S = 130 [mm] ;
– Combustibilul cu care este alimentat : motorin ă, cu puterea caloric ă
inferioar ă 
=kg kJ Hi , 42700 .

109

Fig. I.11.1. Instala ția experimental ă utilizat ă pentru determinarea
caracteristicilor de sarcin ă ale motorului cu aprindere prin comprimare [15].

2. Caracteristicile de sarcin ă

În figura I.11.2 și figura I.11.3 sunt ar ătate caracteristicile de sarcin ă
ale motoarelor cu ardere intern ă.

110

Fig. I.11.2. Curbele caracteristicilor de sarcin ă ale unui motor cu ardere
intern ă [1], [2], [8].

Fig. I.11.3. Curbele caracteristicilor de sarcin ă ale unui motor cu ardere
intern ă [1], [2], [8].

111
Curbele caracteristicilor de sarcin ă se ob țin modificând consumul de
combustibil pe ciclu la unghiul optim corespunz ător injec ției cât și la avansul
la injec ție optim.
De asemenea, caracteristicile de sarcin ă se traseaz ă la diferite tura ții
putându-se ob ține astfel caracteristicile exterioare și de elice.
În figura I.11.1 s-au prezentat caracteristicile d e sarcin ă.
Se consider ă că Pmec = const., adic ă ar depinde numai de n = const. În
realitate, puterea corespunz ătoare pierderilor mecanice P mec depinde și de
înc ărcarea motorului deci de puterea efectiv ă Pe și deci caracteristicile
momentului efectiv de rota ție M t și puterea efectiv ă Pe nu mai sunt func ții
liniare.
În figura I.11.2, curba puterii indicate P i este paralel ă la curba puterii
efective P e iar diferen ța pentru o încercare

P i – P e = P mec = const, (1)

în ipoteza c ă puterea corespunz ătoare pierderilor mecanice P mec este numai
în func ție de tura ție.
Pentru determinarea caracteristicilor de sarcin ă se cupleaz ă motorul
cu ardere intern ă la un consumator de putere a c ărui putere consumat ă se
poate m ăsura.
Consumatorul de putere poate fi:
– o frân ă hidraulic ă;
– un consummator electric format dintr-un generator d e curent
continuu și o rezisten ță variabil ă amplasat ă în ap ă.

a) Puterea efectiv ă a motorului
a.1. Consumatorul de putere este o frân ă hidraulic ă

[]kW Fnk Pf f f e , 736 . 0 ⋅⋅⋅= [1], [9]
(2)

unde:
kf = 10 -3 este constanta frânei ;

=min ,rot n nf – tura ția frânei;
Ff, [kgf] – for ța de frânare a frânei ;


min ,rot n – tura ția motorului.

112
a.2. Consumatorul este format dintr-un generator el ectric
și o rezisten ță variabil ă în ap ă.

Schema unui astfel de montaj a consumatorului de p utere este dat ă în
figura I.11.4.

Fig. I.11.4. Montaj cu consumatorul de putere (gene ratorul de curent
electric) folosit la determinarea caracteristicilor de sarcin ă [1], [2], [8].

Elementele componente din figura I.11.4 au urm ătoarea
semnifica ție :
G – generatorul de curent continuu ;
B – bornele generatorului ;
A – ampermetru ;
V – voltmetru ;
E – bornele bobinei de excita ție a motorului, montat ă în paralel;
I – întrerup ător ;
R0 – rezisten ța variabil ă în ap ă.
Puterea efectiv ă se determin ă cu rela ția [1], [2], [8]:

gg
ePPη= , [kW] (3)

unde
1000 IUPg⋅= , [kW] (4)
este puterea generatorului de curent continuu ;
U, [V] – tensiunea curentului debitat de generator ;
I, [A] – intensitatea curentului debitat de generat or ;
η = ηgen ηtran = 0.65 – randamentul total al consumatorului (gene ratorului);
ηgen – randamentul generatorului ;
ηtran – randamentul transmisiei de la motor la generator .

113
b) Randamentul mecanic al motorului

emec m ee
ie
m
PP PPP
PP
+=+==
11η (5)
unde:
P e, [kW] este puterea efectiv ă a motorului;
P i, [kW] – puterea indicat ă a motorului;
P mec , [kW] – puterea corespunz ătoare pierderilor mecanice (pierdut ă
prin frecare).
Randamentul mecanic ηm depinde deci de puterea efectiv ă Pe și
cre ște la început mai repede iar apoi mai încet.
Vom considerea P mec = const. pentru diferite valori ale lui P e ; atunci
se poate calcula randamentul mecanic ηm pentru o putere efectiv ă dat ă
cunoscând randamentul mecanic ηmnom la puterea nominal ă Penom [1], [2], [8]:

enom mec m enom enom
inom enom
nom m
PP P PP
PP
+=+==
11η (6)
unde
P enom , [kW] este puterea efectiv ă la regimul nominal de func ționare a
motorului ;
P inom , [kW] este puterea indicat ă la regimul nominal de func ționare a
motorului.
Dac ă se determin ă puterea relativ ă pierdut ă prin frecare :

11−==
mnom inom enom
emec PP
ηδ (7)

Se poate determina randamentul mecanic la regimul nominal de
func ționare al motorului :

eenom
enom
enom mec nom m
PP
PP⋅+=
+=
δη
11
11 (8)

unde

75 60 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=z i n AbaPnom cinom
inom [CP]= 75 60 735 . 0⋅⋅⋅⋅⋅⋅ z i n Abanom cinom [kW]
(9)
în care
A cinom , [m 2] este aria diagramei indicate a motorului pentru p uterea
nominal ă a motorului ;

114
a,




cm m kgf 2/ – scara presiunilor;
b,




cm m3
– scara volumelor;
n nom , 

min rot – tura ția nominal ă a motorului;
i – num ărul de cilindri ai motorului ;
z – coeficientul de ritmicitate al motorului (z=1 pentru motoarele în
doi timpi, z=1/2 pentru motoarele în patru timpi) .
Din rela ția (9) rezult ă dependen ța pentru randamentul mecanic al
motorului :

)(e m Pf=η (10)

c) Momentul efectiv de rota ție

Se va determina cu rela ția urm ătoare [1], [2], [8]:

nP
nP
nP PMe e e e
t ⋅=⋅=⋅== 9550 30
30 ππω, [Nm] (11)

unde :
P e, [kW] este puterea efectiv ă a motorului;
n, 

min rot – tura ția motorului.
d) Consumul orar de combustibil

Consumul orar de combustibil se poate determina cu rela ția [1], [2],
[8]:

=hkg GCc
h , 3600 τ (12)
în care :
[]kg Gc, – cantitatea de combustibil consumat ă de motor în timpul
[]s,τ .
Pentru determinarea consumului orar de combustibil C h va fi utilizat ă
balan ța 2, iar timpul []s,τ se va cronometra. Robinetul 4 va avea în timpul
experimentului urm ătoarele pozi ții (figura I.11.5):
a) Concomitent cu alimentarea cu combustibil a motorul ui din tancul de
consum 1 se va face și umplerea vasului 3 aflat pe balan ța 2 ;

115
b) Alimentarea cu combustibil a motorului 1 se realize az ă numai din
tancul de consum 1 ;
c) Alimentarea motorului se va face numai cu combustib ilul din vasul 3
aflat pe balan ța 2.

Fig. I.11.5. Pozi țiile de lucru ale robinetului cu trei c ăi.

e) Puterea indicat ă

Se determin ă din rela ția de defini ție a randamentului mecanic al motorului
(5) [1]:
me
iPPη= (13)

f) Consumul specific indicat de combustibil

Se calculeaz ă cu rela ția [1]:



⋅=h kW kg
PCc
ih
i , (14)

116
g) Randamentul indicat al motorului

i iiHc⋅=3600 η [1] (15)
unde


kg kJ Hi, este puterea caloric ă inferioar ă a combustibilului cu care este
alimentat motorul.

h) Consumul specific efectiv de combustibil



⋅=kW hkg
PCc
eh
e , [1] (16)

i) Randamentul efectiv al motorului

i eeHc⋅=3600 η [1] (17)

j) Presiunea medie efectiv ă

Se deduce din expresia de defini ție a puterii efective [1], [8], [13]:
[ ]kW nVpz i Ps e e ,10 60 3−⋅⋅⋅⋅ ⋅=
de unde rezult ă:



⋅⋅ ⋅⋅⋅=23
,10 60
mN
nVz iPp
se
e
unde
i = 4 este num ărul de cilindri ai motorului ;
21=z – coeficientul de ritmicitate (coeficientul de re alizare al ciclului) ;
[ ]32
,4mSDVs ⋅⋅=π – cilindreea unitar ă a motorului;
D, [m] – diametrul (alezajul) cilindrului;
S, [m] – cursa pistonului.

Toate datele calculate se vor centraliza tabelul 1 :

117
Tabelul nr. 1.
Nr
crt n F f Pe ηm Mt Ch Pi ci ce ηe pe tg tue tui tae tai

În tabelul nr. 1 mai sunt trecute și urm ătoarele date :
tg, [ oC] – temperatura gazelor arse evacuate din motor ;
tue , [ oC] – temperatura uleiului la ie șirea din motor;
tui, [ oC] – temperatura uleiului la intrarea în motor;
tae , [ oC] – temperatura apei la ie șirea din motor;
tai , [ oC] – temperatura apei la intrarea în motor;

Modul de efectuare al lucr ării

a) Se verifică instala țiile auxiliare ale motorului D36M :
a. instala ția de r ăcire: se verific ă nivelul de ap ă din vasul de
expansiune, se deschid valvulele de conexiune ale
schimb ătoarelor de c ăldur ă și circuitul exterior de r ăcire, se
porne ște pompa de r ăcire din circuitul exterior ;
b. instala ția de alimentare cu combustibil : se verific ă nivelul de
combustibil din tancul de consum, se deschide valvu la de la
tancul de combustibil, se verific ă nivelul de combustibil din
vasul de pe balan ța ;
c. instala ția de ungere : se verific ă nivelul de ulei din carterul
motorului, se deschide valvula de conexiune a r ăcitorului de
ulei ;
d. instala ția de pornire : se verific ă conexiunea la tabloul
electric de distribu ție.
b) Se cupleaz ă motorul Diesel 5 la reductorul de tura ție 5 prin cuplajul
cu gheare 13 ;
c) Se vor bloca supapele de evacuare și supapele de admisie în pozi ția
« deschis » ;
d) Se porne ște electromotorul de pornire 16 prin cuplarea acest uia la
re țea ;
e) Când motorul Diesel ajunge la tura ția minim ă de pornire, se
deblocheaz ă supapele de evacuare și supapele de admisie și se trece
pe alimentarea cu combustibil ;
f) Se deconecteaz ă electromotorul 16 de la re țea ;
g) Dup ă înc ălzirea motorului (temperatura apei de r ăcire la ie șirea din
motor s ă fie de aproximativ 80-85 grade), se încarc ă motorul prin
stabilirea unui debit de ap ă la frâna hidraulic ă ;
h) Dup ă stabilizarea regimului de func ționare, se citesc valorile tura ției
n, 

min rot (ATEN ȚIE, INDICATORUL DE TURA ȚIE ESTE

118
ETALONAT LA SCARA 2:1, deci valorile citite se împart la 2),
valorile for ței, la frâna hidraulic ă []kgf Ff, și se cronometreaz ă
timpul []s,τ în care se consum ă cantitatea de combustibil Gc, [kg]
prin comutarea robinetului 4 în pozi ția b ;
i) de asemenea, se vor mai citi: temperatura apei de r acire la ie șirea și
intrarea in motor (t ae , t ai ), temperatura uleiului de ungere la ie șirea și
intrarea in motor (t ue, t ui ) și temperatura gazelor de ardere la
evacuare t g;
j) Se repet ă aceste citiri pentru mai multe regimuri de func ționare.
Regimul de func ționare se modific ă prin stabilirea unui alt debit de
ap ă la frâna hidraulic ă ;
k) Datele ob ținute se vor trece în tabelul nr. 1.
l) Se opre ște motorul Diesel.
m) Se opre ște pompa din circuitul exterior ;
n) Se opre ște alimentarea cu combustibil prin închiderea robin etului la
tancul de combustibil ;
o) Dup ă efectuarea calculelor parametrilor efectivi în tab elul nr. 1, se
vor trasa grafic curbele :
– Pe, ηm, M t, C h, P i, c i, c e, ηe și p e în func ție de raportul
enom e
PP;
– Pe, ηm, M t, C h, P i, c i, c e, ηe și p e în func ție de raportul
enom e
pp;
– tg, t ue , t ui , t ae , t ai în func ție de raportul
enom e
PP;
– tg, t ue , t ui , t ae , t ai în func ție de raportul
enom e
pp;
În final se vor trage concluziile corespunz ătoare.

INST ALA ȚII
DE
MAȘINI

121
1. INSTALA ȚIA DE ALIMENTARE CU COMBUSTIBIL A
MOTOARELOR NAVALE

Scopul lucr ării: Identificarea elementelor instala ției de alimentare
cu combustibil pentru diferite tipuri de motoare ca re, la bordul navelor, pot
servi ca: motoare principale (motorul MAN) si motoa re auxiliare din cadrul
grupurilor Diesel-generatoare independente (motorul D 103).

Instala ția de alimentare cu combustibil a motorului MAN

Alimentarea cu combustibil a motorului MAN (figura II.1.1) se face
din tancul de consum combustibil 1, de c ătre pompa de alimentare 3, care
aspir ă prin filtrul de combustibil 2, și refuleaz ă prin valvula cu trei c ăi 4, și
filtrul 2, în rampa de alimentare cu combustibil 5.
Din rampa de alimentare 5, aspir ă pompele de injec ție individuale 6,
care refuleaz ă combustibilul prin conductele de înalt ă presiune 7, la
injectoarele 8. Pe rampa de combustibil 5, este mon tat manometrul 13, iar la
cap ătul rampei se g ăse ște ventilul de reglare a presiunii combustibilului 9,
prin care trece numai surplusul de combustibil care ajunge apoi prin
conducta de retur 10, în tancul 1.
În cazul defect ării pompei de alimentare 3, alimentarea motorului s e
poate face gravita țional prin by-pasarea pompei 3, cu ajutorul valvule i cu trei
căi 4.
Debitul pompelor de injec ție este reglat prin roata de comand ă 14.
Tija de reglare a debitului pompelor de injec ție este în leg ătur ă cinematic ă cu
regulatorul de tura ție 15, prin intermediul servo-regulatorului hidraul ic de
tura ție 16.
Umplerea tancului de consum combustibil 1, se face cu ajutorul unei
electropompe 11, care aspir ă din tancul de depozitare 12.
Instala țiile de alimentare cu combustibil ale motoarelor cu aprindere
prin comprimare sunt alc ătuite din [14]:
– componente de joas ă presiune (1…5 bar):

rezervorul de combustibil;

filtru grosier;

pompa de alimentare;

filtru fin;

conducta de joas ă presiune (rampa de alimentare);

conducta de retur;

supapa de re ținere;
– componente de înalt ă presiune sau sistemul de injec ție al
motorului (150…1500 bar):

pompele de injec ție;

injectoarele;

pompele injector;

conductele de înalt ă presiune.

122
La motorul naval semirapid MAN este utilizat un sis tem de injec ție
având pompa de injec ție separat ă pentru fiecare cilindru (figura II.1.1).
În figura II.1.2 este prezentat ă forma general ă a unei instalatii de
combustibil cu pompe individuale, similara celei di n figura II.1.1, nota țiile
utilizate având urm ătoarea semnifica ție: 1 – tanc de combustibil; 2 – filtru
grosier; 3 – pompa de alimentare; 4 – filtru fin; 5 – pompa de injec ție; 6 –
conducta de înalt ă presiune; 7 – injector; 8 – aerisire;

123

Fig. II.1.1. Instala ția de combustibil a motorului MAN [15].

124

Fig. II.1.2. Instala ția de alimentare cu combustibil cu pompe de injec ție
individuale [14].

9 – valvula de re ținere; 10 – rampa de alimentare cu combustibil; 11 – conducta
de retur.
Injectorul motorului MAN (figura II.1.3) este de t ip închis cu ac ționare
hidraulic ă (comanda se realizeaz ă prin intermediul combustibilului care urmeaz ă
să fie injectat).

Fig. II.1.3. Injectorul motorului MAN [15].

125
Injectorul motorului MAN se compune din urm ătoarele elemente
principale (figura II.1.5): 1 – capac; 2 – tij ă; 3 – corpul injectorului; 4 –
pulverizator; 5 – piuli ța special ă.

Fig. II.1.4. Componentele principale ale injectorul ui motorului MAN [15].

Injectorul de tip închis, utilizat cu predilec ție la motoarele Diesel ce sunt
alimentate cu combustibil de vâscozitate medie (mot orin ă), are orificiul
(orificiile) de pulverizare controlat(e) de un ansa mblu ac – tij ă, men ținut în
pozi ția închis cu ajutorul unui arc elicoidal.
Injectoarele închise cu comanda hidraulic ă (figura II.1.5) a acului
pulverizatorului au construc ția de principiu prezentat ă în figura II.1.4. Corpul 1
este asamblat cu pulverizatorul 2 prin intermediul piuli ței speciale 3. În corpul
pulverizatorului se introduce acul 4, men ținut pe scaun de tija 5 și arcul elicoidal
cilindric 6. Tensiunea arcului este reglabil ă. În acest sens, se utilizeaz ă șurubul
de reglare 7, care se deplaseaz ă în piesa 8 și se fixeaz ă cu contrapiuli ța 9.
Accesul la șurubul de reglare este posibil prin îndep ărtarea capacului 10.
Motorina este introdus ă în injector prin racordul 13 (la care se leag ă
conducta de înalt ă presiune). Înainte de acest racord, de cele mai mu lte ori, se
amplaseaz ă și un filtru preventiv capabil s ă re țin ă impurit ățile din conducta de
înalt ă presiune.

126

Fig. II.1.5. Injector de tip închis [14].

Orificiile longitudinale 14 și 15, prelucrate în corpul injectorului și în
corpul pulverizatorului servesc la dirijarea combus tibilului c ătre orificiile de
pulverizare 17. Coresponden ța dintre orificiul 14 și orificiul 15 se asigur ă fie cu
ajutorul unui canal circular 16, fie cu ajutorul un or știfturi.
Ridicarea acului de pe scaunul prelucrat în corpul pulverizatorului are
loc sub ac țiunea for ței dezvoltate de presiunea combustibilului din came ra 18 a
pulverizatorului asupra por țiunii tronconice a acului, rezultat ă prin prelucrarea
acestuia cu diametre diferite. Acul este ridicat de pe scaunul pulverizatorului
atunci când for ța de presiune învinge tensiunea arcului elicoidal c ilindric,
moment care coincide cu începutul injec ției combustibilului în cilindrul
motorului. Dup ă ce combustibilul începe s ă p ătrund ă în cilindru iar presiunea în
camera pulverizatorului scade, for ța de presiune devine mai mic ă decât
tensiunea arcului, atunci acul se a șeaz ă pe scaunul conic – moment care coincide
cu sfâr șitul injec ției. Durata injec ției este determinat ă, a șadar, de intervalul de
timp dintre deschiderea și închiderea acului pulverizatorului.
Datorit ă presiunilor variabile ale combustibilului din came ra
pulverizatorului, sistemul ac-arc poate intra în vi bra ție și ținând cont și de
vibra țiile motorului, dup ă un timp de func ționare resortul elicoidal 6 (figura
II.1.5) se poate detensiona, ceea ce determin ă mic șorarea for ței elastice a
resortului și implicit mic șorarea presiunii de injec ție a combustibilului în camera
de ardere.
De aceea, periodic, injectoarele sunt demontate și verificate pe un stand
de reglat injectoare. În figura II.1.6 este prezent at un stand de reglat injectoare

127
din laborator. Acest stand este alc ătuit din urm ătoarele elemente: 1 – rezervor de
combustibil; 2 – pompa manual ă; 3 – racord; 4 – injector; 5 – manometru.
Standul este astfel construit încât s ă se poat ă regla dou ă injectoare
simultan. Se ac ționeaz ă pompa manual ă și se cite ște la manometru presiunea de
injec ție. Dac ă presiunea este mai mic ă decât presiunea de injec ție, atunci se va
tensiona resortul elicoidal, dac ă este prea mare atunci se va detensiona.
Opera țiunea se va repeta pân ă când presiunea de injec ție va avea valoarea
prescris ă de cartea tehnic ă a motorului.

Fig. II.1.6. Standul pentru reglarea presiunii de i njectie a injectoarelor [15].

Instala ția de alimentare cu combustibil a motorului Diesel D103

Instala ția de alimentare a motorului Diesel D103, prezentat ă în figura
II.1.7, este format ă din 1 – conducta de leg ătur ă dintre tancul de consum și
pompa de alimentare; 2 – pompa de alimentare; 3 – c remaliera pompei de
injec ție; 4 – pompa de injec ție bloc; 5 – element de pomp ă; 6 – maneta de
accelera ție; 7 – filtru fin; 8 – filtru grosier; 9 – injecto are; 10 – conducta de retur;
11 – regulatorul motorului.

128

Fig. II.1.7. Instala ția de alimentare cu combustibil a
motorului Diesel D103 [15].

Instala ția din imaginea II.1.7 este redat ă în figura II.1.8.

Fig. II.1.8. Schema instala ției de combustibil a motorului D103 [15].

Pompa de alimentare 2 asigur ă circula ția combustibilului în instala ție,
de la tancul de consum pân ă la pompa de injec ție 4. Cele mai multe motoare sunt
echipate cu pompe de alimentare cu piston (ac ționat de arborele cu came al
pompei de injec ție bloc), plasate de obicei pe corpul pompei de inj ec ție; se mai

129
întâlnesc pompe de alimentare cu ro ți din țate, cu rotor excentric sau cu
membran ă.
Pompa de injec ție . Organul principal al instala ției de alimentare de la
motoarele Diesel este pompa de injec ție; ea are rolul de a ridica presiunea
combustibilului pân ă la valoarea presiunii de injec ție (100-250 at) și de a doza
cu precizie cantitatea de combustibil injectat ă în camera de ardere, la fiecare
ciclu. La marea majoritate a motoarelor Diesel, fie care cilindru este alimentat de
o pomp ă individual ă, numit ă element de pomp ă; toate elementele de pomp ă sunt
grupate într-un corp comun, având un arbore cu came comun și alc ătuiesc
pompa de injec ție.
Elementul de pomp ă (figura II.1.9) este compus dintr-un cilindru 7
(buc șa elementului) și un piston – plonjor 10 (cu lungimea mult mai mare decât
diamentrul). Ac ționarea pistonului se face cu ajutorul unei came 21 , prin
intermediul unui tachet cu rol ă 17.
Cilindrul este prev ăzut la partea superioar ă cu dou ă orificii de
alimentare A, prin care se face leg ătura cu bazinul de combustibil 8 al pompei.

Fig. II.1.9. Element pomp ă de injec ție [15]:
1 – cremaliera; 2 – coroan ă dințat ă; 3 – racord; 4 – arcul supapei de refulare; 5 –
supapa de refulare; 6 – sediul supapei; 7 – cilindr ul (buc șa) pompei;

130
8 – bazinul de combustibil; 9 – șurub de blocare a cilindrului; 10 – pistonul
plonjor; 11 – șurub de fixare a coroanei din țate; 12 –buc șa de solidarizare a
coroanei din țate cu pistonul plonjor; 13,15 – discuri de arc; 14 – arcul pistonului
plonjor; 16 – șurub de reglare; 17 – tachet; 18 –axul rolei;
19 – rola; 20 – ax cu came; 21 – cama.

Cea mai utilizat ă construc ție a pompei de injec ție este aceea la care
cursa pistonului este constant ă, iar reglarea cantit ății de combustibil injectat ă pe
ciclu se realizeaz ă chiar cu ajutorul pistonului (pompa cu piston-sert ar). La acest
tip de pomp ă pistonul plonjor (figura II.1.10) este prev ăzut la partea superioar ă
(capul pistonului) cu o ramp ă elicoidal ă 2, sub ramp ă diametrul pistonului este
mai mic, formându-se un spa țiu de desc ărcare 3, care comunic ă cu spa țiul de
deasupra pistonului printr-un canal longitudinal 1 prelucrat în capul pistonului.

Fig. II.1.10. Pistonul plonjor și cilindrul (buc șa) elementului de pomp ă de
injec ție [15].
1 – canal longitudinal;
2 – rampa elicoidal ă a capului pistonului plonjor;
3 – degajare; 4 – um ăr.

131

Fig. II.1.11. Schema de func țioanare a pompei de injec ție:
a – începutul cursei pistonului; b – începutul curs ei active (începutul reful ării); c
– pozi ția pistonului plonjor în timpul reful ării; d – sfâr șitul reful ării (începutul
desc ărc ării) [1].

Reglarea debitului de combustibil injectat se real izeaz ă prin rotirea
pistonului plonjor, astfel încât se modific ă în ălțimea rampei în dreptul orificiului
de combustibil. Rotirea pistonului plonjor se face cu ajutorul unei cremaliere
(notat ă cu 1, în figura II.1.2 ) care angreneaz ă cu o coroan ă din țat ă 2,
solidarizat ă cu pistonul plonjor prin intermediul unei buc șe 12.

Injectoarele .

Organul care asigur ă pulverizarea combustibilului și repartizarea
uniform ă a acestuia în camera de ardere se nume ște injector. El se monteaz ă în
chiulas ă într-un loca ș anume prev ăzut, care face leg ătura cu camera de ardere.
Principalele elemente constructive ale injectorului sunt corpul și pulverizatorul.
Pulverizatorul (duza) se monteaz ă la partea inferioar ă a injectorului și este
prev ăzut cu unul sau mai multe orificii de dimensiuni re duse. La trecerea prin
aceste orificii, combustibilul care ajunge la injec tor cu presiune ridicat ă se
pulverizeaz ă și intr ă în camera de ardere sub form ă de cea ță .
Injectoarele se clasific ă în dou ă mari categorii:
– injectoare deschise;
– injectoare închise.
Injectoarele deschise sunt prev ăzute cu pulverizatoare ale c ăror orificii
(de dimensiuni foarte reduse) sunt permanent deschi se (figura II.1.2).
La injectoarele închise pulverizatorul este înzest rat cu un ac care
controleaz ă scurgerea combustibilului. În general, acul inject orului are la partea
inferioar ă un vârf conic care închide orificiul pulverizatoru lui.
În figura II.1.13 este prezentat ă schema de principiu a injectorului închis (cu
ac țiune hidraulic ă).

132

Fig. II.1.12. Injector deschis [15]
1 – corpul injectorului; 2 – piuli ță olandez ă;
3 – pulverizator

Fig. II.1.13. Reprezentarea schematic ă a injectorului închis [15].

Combustibilul cu presiune ridicat ă p ătrunde prin canalul 1 în camera 2
a pulverizatorului și exercit ă o for ță de ap ăsare asupra gulerului conic 6 al acului
3, ridicându-l împotriva acului 5, a c ărui tensiune poate fi reglat ă cu ajutorul
șurubului 4. Când acul se ridic ă de pe sediul s ău, combustibilul p ătrunde în
camera de ardere prin orificiul 7 al pulverizatorul ui, sub form ă de cea ță . La
sfâr șitul injec ției, presiunea combustibilului scade și acul revine pe sediul sau
sub ac țiunea resortului.

133
Injectoarele închise asigur ă o bun ă pulverizare a combustibilului pe
toat ă durata injec ției și de aceea sunt cele mai utilizate.
Acul injectorului se prelunge ște la partea inferioar ă, sub gulerul conic
de etan șare, cu un vârf tronconic care trece prin orificiul pulverizatorului; în
timpul ridic ării acului de pe sediul s ău, vârful tronconic modific ă sec țiunea
liber ă de scurgere a combustibilului prin orificiul pulve rizatorului, asigurând
astfel o pulverizare de bun ă calitate.

Regulatorul de tura ție.

La majoritatea motoarelor Diesel rapide, regulator ul de tura ție se
monteaz ă împreun ă cu pompa de injec ție, axul regulatorului se cupleaz ă cu
arborele cu came al pompei de injec ție. Rolul regulatorului este de a men ține
regimul de tura ție al motorului la orice sarcin ă și de a limita tura ția maxim ă și
minim ă a motorului. În acest scop regulatorul ac ționeaz ă asupra cremalierei
pompei de injec ție, astfel încât prin modificarea debitului pompei de injec ție
puterea motorului s ă egaleze în fiecare moment puterea cerut ă de angrenajul
antrenat de motor.
În practic ă se întânlesc regulatoare de tura ție centrifugale și
pneumatice. Figura II.1.14 reprezint ă o sec țiune printr-un regulator centrifugal.

Fig. II.1.14 Sec țiune prin regulatorul centrifugal [15].

Regulatorul centrifugal este format din dou ă greut ăți 1, care se rotesc
în jurul unui ax 5. În interiorul greut ăților se g ăsesc câte dou ă arcuri elicoidale,
arcul interior 2, mai puternic, strâns între taleru l superior și discul 3 și arcul
exterior 4, mai slab. Greut ățile 1 sunt legate cu pârghiile 6 care ac ționeaz ă
asupra man șonului 7; acesta este articulat cu pârghia 8, care se poate roti în jurul
unui excentric și ac ționeaz ă cremaliera de reglaj a pompei de injectie, prin
intermediul pârghiei de comand ă 9.
Schema cinematic ă a regulatorului centrifugal din figura II.1.14 poa te
fi urm ărit ă în figura II.1.15. La o anumit ă tura ție, greut ățile 1 se dep ărteaz ă de

134
axul de rota ție 5 datorit ă for ței centrifuge care învinge tensiunea arcurilor
interioare. Pozi ția greut ăților 1 determin ă pozi ția pârghiilor 6, 7, 8 și 9; ca
urmare, acestei pozi ții îi corespunde un anumit debit al pompei de injec ție. Spre
exemplu, în cazul reducerii cuplului rezistent tura ția motorului cre ște, greut ățile
1 se dep ărteaz ă de ax, pârghiile 6 trag de man șonul 7 și pârghia de comand ă 9 se
dep ărteaz ă în sensul reducerii debitului de combustibil injec tat, ceea ce are ca
efect reducerea tura ției la valoarea de regim.
Tura ția motorului poate fi modificat ă din exterior dup ă necesit ăți,
ac ționând asupra manetei la care comand ă pozi ția excentricului.

Fig. II.1.15. Schema regulatorului centrifugal [11] .

135
2. INSTALA ȚIA DE UNGERE A MOTORELOR NAVALE

Scopul lucr ării: Identificarea elementelor instala ției de ungere
pentru diferite tipuri de motoare care, la bordul n avelor, pot servi ca:
motoare principale (motorul MAN), motoare auxiliare din cadrul grupurilor
Diesel-generatoare independente (motorul D 103).

1. Instala ția de ungere a motorului D103

Instala ția de ungere trebuie s ă asigure alimentarea cu ulei a tuturor
suprafe țelor de contact în mi șcare relativ ă, pentru a mic șora uzura acestora și
consumul de putere datorit ă frec ării, pentru a r ăci aceste suprafe țe și pentru a
îndep ărta pulberea metalic ă produs ă prin uzura pieselor.
În func ție de condi țiile de func ționare, cerin țele pentru asigurarea
ungerii pieselor motorului sunt diferite; piesele m ecanismului biel ă-manivel ă
necesit ă în primul rând o ungere în bune condi ții, apoi sunt unse piesele
mecanismului de distribu ție și, în sfârșit, piesele celorlalte mecanisme
auxiliare ale motorului, care pun probleme mai u șoare în ceea ce priveste
ungerea.
În general, ungerea motoarelor cu ardere intern ă se realizeaz ă prin
barbotare sau sub presiune.
Ungerea prin barbotare reprezint ă un procedeu simplu, întâlnit în
prezent numai la unele motoare rapide și semirapide. În timpul func țion ării,
piesele în mi șcare ale motorului arunc ă uleiul din carter pe suprafe țele în
contact sau în canale special amenajate.
Ungerea sub presiune se realizeaz ă cu ajutorul unei pompe centrale
care trimite uleiul la punctele de lucru. În genera l, nu este posibil ă ungerea
tuturor pieselor motorului sub presiune datorit ă complica țiilor constructive,
astfel încât se utilizeaz ă pe scar ă larg ă ungerea mixt ă; acest procedeu const ă
în ungerea sub presiune a lag ărelor paliere și a manetoanelor arborelui cotit,
a lag ărelor axului cu came și uneori a bol țurilor, tache ților etc., celelalte
suprafe țe de lucru fiind unse prin barbotare.
În figura II.2.1 este reprezentat ă schema instala ției de ungere a
motorului D103.
Pompa cu ro ți din țate 13 trimite uleiul din carter la un filtru brut 12 și
de aici la rampa principal ă de ungere a motorului 5, care distribuie uleiul la
lag ărele arborelui cotit 8 (de unde uleiul ajunge la ma netoane 7) și la lag ărele
arborelui cu came 6. Ungerea cilindrilor, a pistoan elor și a bol țurilor se face
prin barbotare. Instala ția este prevazut ă cu un filtru fin și cu un r ăcitor de
ulei 15.

136

Fig. II.2.1. Schema instala ției de ungere [1], [15].
1 – filtru fin; 2 – conducta de umplere a b ăii de ulei; 3 – filtru brut;
4 – manometru; 5 – rampa principal ă de ulei; 6 – canal de ulei; 7 – lag ăr de
biela; 8 – lag ăr palier; 9 – baia de ulei; 10 – inductor de nivel; 11 – sorb;
12 – conducta de refulare a pompei; 13 – pompa de u lei cu ro ți din țate;
14 – supapa de siguran ță a pompei de ulei; 15 – r ăcitor de ulei;
16 – ro țile din țate de antrenare a arborelui cu came.

2. Instala ția de ungere a motorului MAN.

Motorul este prev ăzut cu o instala ție de ungere sub presiune (fig.
II.2. 2) iar uleiul se afl ă colectat în carterul motorului.
Uleiul este aspirat din carterul motorului, prin s orbul 1, de c ătre
pompele cu ro ți din țate 3, montate în serie, și este refulat prin intermediul
ventilului de reglare a presiunii 8, în rampa princ ipal ă de ungere de unde
pleac ă ramificații spre lag ărele paliere și biela 9, spre lag ărele axei cu came
10, spre injectoarele 11, pentru efectuarea r ăcirii acestora, spre servo-
regulatorul de inversare sens rota ție 12, spre angrenajele de distribu ție 13,
spre buteliile de inversare a sensului de rota ție 14 și spre angrenajele
mecanismelor auxiliare 15.
La motorul MAN uleiul de ungere este utilizat pent ru:
– ungerea motorului (lag ărelor manetoane, lag ărelor paliere, c ămăș ii
de cilindru, bol țului pistonului);

137
– răcirea pulverizatoarelor injectoarelor mecanice de t ip închis cu
ac ționare hidraulic ă;
– instala ția de inversare sens rota ție arbore cotit;
– ac ționarea unor mecanisme și dispozitive de comand ă și reglare.

138

Fig. II.2.2. Instala ția de ungere a motorului MAN [15].

139
Dup ă locul în care se colecteaz ă uleiul, în cazul motorului MAN
avem o instala ție de ungere cu carter umed, la care uleiul de unge re se
scurge și este colectat în carterul motorului.
Elemente ale instalatiei de ungere de la motorul M AN se pot observa
și din imaginile prezentate în figura II.2.3 și figura II.2.4.

Fig. II.2. 3. Elementele instala ției de ungere de la motorul MAN [15].
1 –prima pomp ă de ungere; 2 – ventil de by-pass de la ie șirea din prima
pomp ă de ungere; 3 – aspira ția la prima pomp ă de ungere; 4 – refularea
din prima pomp ă de ungere.

3. Preungerea motorului MAN

Înainte de pornirea motorului se face preungerea ac estuia cu ajutorul
electropompei 17, care aspir ă ulei din carter prin intermediul valvulei de
aspira ție 18 și refuleaz ă prin valvula 19, în rampa principal ă de ungere și de
aici la toate punctele unde trebuie f ăcut ă ungerea (fig. II.2.2). Dac ă motorul
nu a func ționat vreme mai îndelungat ă, între suprafe țele motorului aflate în
mi șcare relativ ă (segmen ții de piston și cama șa de cilindru, fusurile
manetoane și fusurile paliere, mecanismul de distribu ție,…) nu mai exist ă
ulei pentru ungere și atunci, pentru a nu exista o frecare uscat ă, trebuie
efectuat ă preungerea motorului.

140

Fig. II.2.4. Elementele instala ției de ungere de la motorul MAN [15].
1 – a doua pomp ă de ungere; 2 – ventil de by-pass de la ie șirea din a
doua pomp ă de ungere; 3 – refularea din cea de-a doua pomp ă de
ungere; 4 – filtru de ulei; 5 – supapa de sens unic ; 6 – magistrala de
ungere.

4. Instala ția de ungere a turbocompresorului de supraalimentar e

Instala ția de ungere a agregatului de supraalimentare a mot orului
MAN este prezentat ă în figura II.2.4 și figura II.2.5 și este compus ă din: 1 –
rezervor de ulei; 2 – filtru de ulei; 3 – conducte de ulei; 4 – pompa de
ungere; 5 – vizor; 6 – compresorul de supraalimenta re; 7 – turbina cu gaze a
grupului de supraalimentare.
Uleiul este aspirat din tancul de ulei 1 de c ătre pompa de ungere 4 și
refulat la lagarele turbocompresorului prin filtrul de ulei 2. Verificarea
existen ței fluxului de ulei de ungere a turbocompresorului se face prin
observare la vizori 5 (unul pentru turbina cu gaze și unul pentru compresorul
de aer), monta ți pe returul uleiului în tanc.
Deoarece turbosuflanta func ționeaz ă la o tura ție mult mai mare decât
a arborelui cotit, va avea ulei de ungere diferit d e uleiul utilizat pentru
ungerea motorului și care este stocat în tancul 1.

141

Fig. II.2.4. Instala ția de ungere a turbosuflantei de supraalimentare a
motorului MAN [15].
1 – rezervor de ulei de ungere; 2 – filtru de ulei; 3 – conducte de ungere;
4 – pompa de ungere; 5 – vizor.

Fig. II.2.5. Instala ția de ungere a turbosuflantei de supraalimentare a
motorului MAN [15].
6 – compresor de aer (suflanta); 7 turbina de gaze.

142
3. INSTALA ȚIA DE RĂCIRE A MOTOARELOR NAVALE

Scopul lucr ării: Identificarea elementelor instala ției de r ăcire pentru
diferite tipuri de motoare care, la bordul navelor, pot servi ca: motoare
principale (motorul MAN), motoare auxiliare din cad rul grupurilor Diesel-
generatoare independente (motorul D 103) sau de ava rie (motorul DEUTZ).

1. Instala ția de r ăcire a motorului D103

Instala ția de r ăcire are rolul de a asigura evacuarea for țat ă a c ăldurii
de la piesele motorului supuse înc ălzirii, astfel încât aceste piese s ă fie
men ținute la o temperatur ă care s ă nu împiedice buna func ționare a
motorului. R ăcirea motorului se poate face cu ap ă, cu lichide speciale de
răcire sau cu aer.
Instala țiile de r ăcire cu ap ă sunt alc ătuite din urm ătoarele elemente
principale: camerele de ap ă sunt din blocul cilindrilor și din chiulase,
radiatorul, pompa de ap ă, ventilatorul.
Instala țiile de r ăcire cu ap ă se clasific ă dup ă modul în care se face
circula ția apei în instala ție:
-cu circula ție prin termosifon;
-cu circula ție for țat ă (cu pomp ă de ap ă);
-mixt ă.

Fig. II.3.1. Schema instala ției de r ăcire cu circula ție for țat ă [14], [15].
1 – radiator; 2 – ventilator; 3 – racord inferior; 4 , 11 – racorduri elastice;
5 – pompa de ap ă; 6 – camera de ap ă în blocul cilindrului; 7 – rampa de
distribu ție a apei; 8 – camera de ap ă în chiulas ă; 9 – termostat;
10 – racord superior.

La motoarele cu instala ție de r ăcire prin termosifon, circula ția apei se
produce datorit ă diferen ței de greutate specific ă între apa rece și apa cald ă.

143
Apa de r ăcire intr ă în blocul cilindrilor pe la partea inferioar ă și circul ă prin
camerele de ap ă, asigurând r ăcirea cilindrilor, m ărindu-și temperatura, apoi
se ridic ă la partea superioar ă a blocului și intr ă în camera de ap ă a chiulasei,
răcind pere ții camerei de ardere și loca șurile supapelor. La ie șirea din motor
apa cald ă intr ă în radiator prin racordul superior și este r ăcit ă de curentul de
aer produs de paletele ventilatorului. Datorit ă r ăcirii, apa coboar ă în țevile
radiatorului și se reintoarce în bloc prin racordul inferior, cre ându-se astfel o
circula ție continu ă a apei între motor și radiator. La aceste instala ții viteza de
circula ție este redus ă, astfel încât conductele trebuie s ă aib ă sec țiuni mari, iar
radiatorul necesit ă o suprafa ță mare de r ăcire.
În cazul r ăcirii cu aer (fig. II.3.2), cilindrul și chiulasa sunt prev ăzute
cu aripioare de r ăcire pentru a m ări suprafa ța de schimb de c ăldur ă;
intensitatea c ăldurii depinde de viteza și debitul curentului de aer (care în
general este asigurat de un ventilator), de m ărimea suprafe ței de r ăcire și de
pozi ția aripioarelor fa ță de curentul de aer. În figur ă este prezentat Diesel-
generatorul Deutz, a c ărui r ăcire se face cu aer.

Fig. II.3.2. Grupul Diesel – generator Deutz [15].
1 – ventilator de aer; 2 – aripioare de r ăcire.

Instala țiile de r ăcire cu circula ție for țat ă sunt prev ăzute cu o pomp ă
centrifugal ă a șezat ă la intrarea apei în motor și care asigur ă circula ția apei la
vitez ă ridicat ă în motor și radiator.
La instala țiile de r ăcire mixte, circula ția apei se realizeaz ă atât prin
termosifon, cât și cu ajutorul unei pompe; la aceste instala ții rolul pompei
este numai de a activa circula ția apei.
Pentru asigurarea regimului termic al apei, instal a ția de r ăcire cu ap ă
este prev ăzut ă cu un termocuplu care indic ă temperatura la intrarea în
radiator. Reglajul automat al temperaturii apei de r ăcire, la instala țiile de
răcire cu circula ție for țat ă sau mixt ă, se realizeaz ă cu ajutorul unui termostat
(fig. II.3.3), care se a șeaz ă în racordul de ie șire a apei calde din motor.
Termostatul este format, în general, dintr-un burdu f metalic în care se

144
găse ște un lichid u șor volatil (aceton ă) și o supap ă dubl ă care poate s ă
închid ă sau s ă lase liber ă trecerea apei calde spre radiator.

Fig. II.3.3. Schema de func ționare a termostatului cu supap ă dubl ă [1], [15].
a – cu supap ă închis ă spre radiator și deschis ă spre pompa de ap ă;
b – cu supap ă deschis ă spre radiator și închis ă spre pompa de ap ă;
1 – conducta spre radiator; 2 – supapa superioar ă; 3 – supapa inferioar ă;
4 – corpul termostatului; 5 – burduful metalic; 6 – canalul de leg ătur ă cu
pompa de ap ă.

Termostatul este astfel reglat, încât supapa închi de trecerea spre
radiator, atât timp cât temperatura apei de r ăcire se g ăse ște sub 80 0C; în acest
fel apa circul ă numai în interiorul motorului și chiulasei, înc ălzindu-se.
Când temperatura apei de r ăcire dep ăș este aceast ă limit ă, presiunea
vaporilor forma ți în burduf produce întinderea acestuia și supapa î și
modific ă pozi ția, permi țând apei s ă treac ă în radiator, unde î și va mic șora
temperatura.

2. Instala ția de r ăcire a motorului MAN

Motorul MAN existent în laborator are un circuit î nchis de r ăcire
(fig. II.3.4), deservit de dou ă pompe de r ăcire (2), care refuleaz ă apa în
rampa de intrare în motor prin intermediul domului de intrare 3.
Dup ă parcurgerea circuitelor interioare de r ăcire ale motorului, apa
iese prin valvulele de reglaj r ăcire cilindrii 4 și este coletat ă de colectorul de
ie șire din motor 6. La ie șirea din fiecare cilindru este montat un termometru
5. Colectorul de ie șire 6 este legat printr-un tub la vasul de expansiu ne 7.
Răcirea turbosuflantei de supraalimentare se face pri n dou ă
ramifica ții 13, ce pleac ă din rampa de intrare a apei în motor. Existen ța
fluxului apei de r ăcire la turbosuflant ă se verific ă prin observare la vizorii
12, de ie șire a apei din turbosuflant ă.

145
Din colectorul de ie șire a apei din motor 6, apa ajunge prin
intermediul unui vizor 12, în r ăcitorul 1, de unde este aspirat ă din nou de
către pompele de r ăcire 2.
Instala ția mai este prev ăzut ă cu un manometru de m ăsurare a
presiunii apei la intrarea în motor 11, cu supapele de siguran ță 9, instalate pe
refularea pompelor de r ăcire 2, și cu robine ți de purj ă 10.
În caz c ă temperatura apei de r ăcire este prea sc ăzut ă exist ă
posibilitatea ca prin valvula 8, s ă se fac ă scurtcircuitarea apei pân ă când se
stabile ște regimul de temperatur ă normal.

146

Fig. II.3.4. Instala ția de r ăcire a motorului MAN [15].

147
4. INSTALA ȚIA DE PORNIRE (LANSARE) A MOTORULUI MAN

Scopul lucr ării: Identificarea elementelor instala ției de pornire
pentru diferite tipuri de motoare care, la bordul n avelor, pot servi ca:
motoare principale (motorul MAN) si motoare auxilia re din cadrul
grupurilor Diesel-generatoare independente (motorul D 103).

La pornirea motoarelor cu ardere intern ă de puteri mici (a
motoarelor auxuliare), acestea trebuie antrenate di n exterior, pentru a fi
aduse la tura ția necesar ă pentru intrarea în func țiune.
Pornirea motoarelor cu aprindere prin comprimare es te mai grea
decât a motoarelor cu aprindere prin scânteie, deoa rece au cuplul rezistent de
pornire mai mare și, în plus, la aceste motoare trebuie s ă se realizeze la
sfâr șitul cursei de comprimare o temperatur ă ridicat ă, pentru a face posibil ă
autoaprinderea combustibilului injectat; la motoare le Diesel rapide tura ția de
pornire este de 200-300 rot/min, fa ță de 100-150 rot/min la motoarele cu
aprindere prin scânteie.
La motoarele cu ardere intern ă cu piston se întâlnesc urm ătoarele
moduri de pornire: pornire manual ă, electric ă, cu aer comprimat sau cu
motor auxiliar.
Pornirea manual ă (cu ajutorul unei manivele) se întâlne ște la
motoarele de puteri mici; motoare cu aprindere prin comprimare cu pornire
manual ă sunt prev ăzute cu un dispozitiv de decompresare, care ține deschise
supapele de admisie în perioada în care motorul est e adus la tura ția de
pornire. La motoarele de puteri mijlocii se utilize az ă pornirea manual ă cu
demaror de iner ție.
Pornirea electric ă (cu ajutorul unui motor electric) este larg folosi t ă
la toate motoarele care echipeaz ă ma șini sau utilaje prev ăzute cu instala ție
electric ă (de exemplu autovehicule). Pe axul motorului elect ric alimentat de
sursa de curent a instala ției se monteaz ă o roat ă dințat ă, care angreneaz ă cu
coroana din țat ă a volantului.
Pornirea cu aer comprimat este folosit ă la motoarele Diesel de puteri
mijlocii și mari. În acest caz instala ția de pornire este prev ăzut ă cu o butelie
de aer comprimat la presiunea de 30-50 bar. La ie șirea din butelie, presiunea
este redus ă cu ajutorul ventilului de reglaj și aerul este condus la un
distribuitor care dirijeaz ă aerul comprimat la supapele de lansare ale
cilindrilor motorului (uneori, numai o parte din ci lindri sunt echipa ți cu
supape de lansare), în succesiunea de aprindere a c ilindrilor (conform
diagramei stelare a motorului). Distribuitorul este astfel reglat, încât aerul
intr ă în cilindri în conformitate cu ordinea de aprinder e, dup ă ce pistonul a
trecut de PMI (în cursa de destindere). Butelia se încarc ă de obicei cu aer
comprimat de la unul din cilindri, prev ăzut cu supap ă special ă.
Instala ția de pornire (lansare) a motorului MAN este prezen tat ă în
figura II.4.1. Pornirea motorului se face cu aer co mprimat la 30 Kgf/cm 2.
Buteliile de pornire 1, sunt înc ărcate printr-o conduct ă 2, de la
compresor. Buteliile de pornire sunt prev ăzute cu: valvula de înc ărcare 3,

148
supapa de siguran ță 4, reglat ă la presiunea de 30 Kgf/cm 2, manometrul 5 și
valvula de consum 6.

149

Fig. II.4.1. Instala ția de pornire a motorului MAN [14].

150
Pentru pornire se deschide valvula de lansare 7, și aerul p ătrunde în
rampa de aer pornire 10, prin ac ționarea manetei de lansare 8 pe pozi ția
corespunz ătoare pornirii. Din rampa de aer 10, aerul p ătrunde prin
conductele de aer pornire 13, în supapele de pornir e comandate pneumatic
14, iar prin filtrul de aer 15, p ătrunde în distribuitorul de aer-comand ă
supape pornire 16 (fig. II.4.2).

Fig. II.4.2. Distribuitor de aer [15].
1- distribuitor aer de comand ă; 2- conducte aer comand ă

În figura II.4.3 este prezentat ă schema unei supape de pornire
(lansare) a motorului.
1 2

151

Fig. II.4.3. Supapa de lansare cu comand ă pneumatic ă [14]
1- racord pentru aer de lansare; 2 – racord pentru aerul de
comand ă; 3 – pistonul de comand ă; 4 – resort elicoidal;
5 – pistonul supapei de lansare.
Distribuitorul 16 (fig. II.4.2), prin ac țiunea unei came montat ă pe
arborele cu came (fig. II.4.4) trimite aer de coman d ă prin conductele 17,
numai la supapele de pornire de pe cilindrul al c ărui piston se g ăse ște în
cursa de destindere.

Fig. II.4.4. Arborele cu came [15].
1- arbore cu came; 2- distribuitor de aer comand ă

Maneta de pornire 8, are trei pozi ții: pornire, func ționare și oprire.
Prin trecerea manetei pe pozi ția de pornire, sistemul de pornire ac ționeaz ă
asupra tijei de comand ă a debitului pompelor de injec ție în sensul suprim ării
acestuia. Totodat ă aerul patrunde în rampa de aer de pornire 10 și în
distribuitorul de aer de comand ă 16, producând pornirea motorului.
Când motorul a trecut de tura ția minim ă de aprindere, maneta de
pornire 8, se trece pe pozi ția de func ționare (pozi ția medie). La trecerea pe

152
aceast ă pozi ție începe debitarea combustibilului de c ătre pompele de injec ție,
și se intrerupe trecerea aerului de pornire spre ram pa de aer pornire 10.
Pentru oprirea motorului se trece maneta 8 pe pozi ția STOP. În
aceasta pozi ție se întrerupe debitarea combustibilului de c ătre pompele de
injec ție și motorul se opre ște.
Instala ția de pornire mai este prev ăzut ă cu un manometru 11 și o
supap ă de siguran ță 12, reglat ă la 30 Kgf/cm 2 precum și o valvul ă de purjare
9. De la buteliile de pornire este alimentat ă și instala ția de inversare a
mar șului prin intermediul reductorului de presiune 30/6 Kgf/cm 2 18.

Fig. II.4.5. Postul local de comand ă al motorului MAN [15].
7 – valvula de lansare; 8 – maneta de lansare.

153
5. INSTALA ȚIA DE INVERSARE A MAR ȘULUI

Scopul lucr ării: Identificarea elementelor instala ției de alimentare
cu combustibil pentru motoarele principale reversib ile (motorul MAN).

Inversarea sensului de rota ție a motorului MAN se face f ără a se
modifica fazele de distribu ție, ceea ce se realizeaz ă prin prezen ța în instala ția
de inversare a unor dispozitive care realizeaz ă o interac țiune corect ă a
organelor de distribu ție în concordan ță cu sensul de rota ție dorit.
Ordinea de realizare a invers ării este urm ătoarea:
a) oprirea injec ției combustibilului, oprirea motorului (se aduce
maneta de lansare pe pozitia STOP);
b) întreruperea contactului rolelor tache ților supapelor și
pistoanelor pompelor de injec ție cu camele arborelui cu came;
c) translatarea arborilor cu came;
d) coborârea rolelor tache ților pe noile came, în concordan ță cu
noul sens de rota ție;
e) pornirea cu aer a motorului în noul sens de rota ție;
f) cuplarea injec ției combustibilului; începutul func țion ării.

Instala ția de inversare a sensului de rota ție (fig. II.5.1) este
alimentat ă cu aer comprimat de la buteliile de aer comprimat la o presiune de
30 kgf/cm 2.
Dup ă reductorul de presiune(2) (30/6 kgf/cm 2), se afl ă montat pe
tubulatur ă un manometru 5 și o supap ă de siguran ță (4), reglat ă la 6 kgf/cm 2.
Prin manevrarea manetei de comand ă a invers ării de mar ș (3), într-un
sens sau cel ălalt, aerul comprimat p ătrunde în una din buteliile pentru
ac ționarea hidro-pneumatic ă a servomotorului (9). Uleiul din butelia în care
a fost introdus aer comprimat, p ătrunde în servomotorul hidraulic (9).
Servomotorul hidraulic (9), întâi rote ște axele culbutorilor cu lag ăre
excentrice (10), ridicând astfel rolele tache ților (12) ale supapelor și
tache ților pompelor de injec ție (13), de pe came, apoi cu ajutorul sistemului
de translare (15), translateaz ă pe axul cu came (14) dup ă care coboar ă
tache ții (12) și (13) aducându-i în contact cu camele corespunz ătoare noului
sens de rota ție.
Sistemul este prev ăzut cu dispozitive de interblocare astfel încât
inversarea se poate face numai dac ă maneta de pornire (lansare) se afl ă pe
pozi ția ”oprit” pozi ție c ăreia îi corespunde suprimarea debit ării
combustibilului de c ătre pompele de injec ție.

154
Prin translatarea arborelui cu came, la inversarea sensului de mar ș se
schimb ă și cama care ac ționeaz ă asupra distribuitorului de aer de comand ă
pentru supapele de pornire, întrucât ordinea de des chidere a supapelor este
alta (distribuitorul de aer fiind amplasat în prelu ngirea arborelui cu came).

155

Fig. II.5.1. Instala ția de inversare sens rota ție arbore cotit [14].

156

Fig. II.5.2. Sistemul tachet – rol ă – came la un motor reversibil [14]

Condi ția necesar ă pentru realizarea procesului de inversare a
sensului de rota ție este ca orice faz ă a ciclului de func ționare al motorului s ă
se realizeze în mod normal. La motoarele reversibil e, arborele cu came este
prev ăzut cu dou ă rânduri de came: unul pentru sensul de rota ție pentru
regimul de mar ș înainte și altul, pentru regimul de mar ș înapoi.
Dac ă este s ă consider ăm, de exemplu, camele, rola și tachetul
corespunz ătoare supapelor de evacuare a gazelor arse 2 (fig. II.5.2), vom
avea urm ătoarea succesiune a fazelor la inversare:
– să presupunem c ă la cilindrul respectiv ne afl ăm la sfâr șitul
procesului de evacuare a gazelor arse (pistonul se va afla în punctul
mort al diagramei indicate), deci rola tachetului 1 se va afla în
pozi ția de a ataca cama 2 și deci supapele de evacuare s ă înceap ă s ă
se deschid ă;
– la inversarea sensului de rota ție, procesul de evacuare trebuie s ă se
realizeze, independent de sensul de rota ție pe care va func ționa
motorul; în momentul în care se realizeaz ă inversarea sensului de
rota ție, aceast ă cam ă nu va mai deschide supapele de evacuare și
deci, în mod logic, rola 1 va ataca profilul unei a doua came 3,
amplasat ă lâng ă cama 2 și dispus ă simetric cu ea.

157
6. OPERA ȚIILE DE PREG ĂTIRE PENTRU PUNEREA ÎN
FUNC ȚIUNE ȘI INVERSARE A SENSULUI DE ROTA ȚIE A
MOTORULUI MAN

În vederea punerii în func țiune a motorului cu aprindere prin
comprimare MAN, trebuie preg ătite instala țiile auxiliare ale acestuia, dup ă
cum urmeaz ă:

1. Instala ția de alimentare cu combustibil

a) Se verific ă nivelul de combustibil din tancul de consum 1 al
motorului, vizualizând sticla de nivel 2 a tancului (figura II.6.1).

Fig. II.6.1. Tancul de consum al motorului MAN [15] .

Dac ă nivelul de combustibil este la limita inferioar ă, se face
transferul de combustibil din tancul de depozitare în tancul de consum.

b) Se deschide valvula de acces 1 a combustibilului c ătre motor.

Fig. II.6.2. Valvula de acces a combustibilului la motorul MAN [15].
c) În cazul în care exist ă o perioad ă lung ă de timp de inactivitate a
motorului, se purjeaz ă aerul din instala ția de combustibil.
Existen ța aerului poate s ă creeze dificult ăți în pornirea

158
motorului, prin crearea unei perne de aer în pompel e de injec ție
și în injectoarele motorului. De aceea, se deschid p e rând
robine ții 1 (fig. II.6.3) pân ă iese din pompa de injec ție 2 un jet
continuu de combustibil.

Fig. II.6.3. Pompa de injec ție a motorului MAN [15].

De asemenea, se deschide valvula de re ținere 1, amplasat ă pe
conducta de retur 2, pân ă se elimin ă aerul (fig. II.6.4).

Fig. II.6.4. Vedere de sus a motorului MAN [15].

2. Instala ția de ungere

a) Se verific ă nivelul de ulei din carterul motorului, pin contro lul
jojei de ulei 1 (fig. II.6.5)

159

Fig. II.6.5. Vedere a motorului MAN cu joja de ulei [15].

b) Se verific ă nivelul de ulei de ungere al turbosuflantei de
supraalimentare a motorului.

Fig. II.6.6. Tancul de ungere al turbosuflantei de supraalimentare [15].

Deoarece turbosuflanta func ționeaz ă la o tura ție mult mai mare decât
a arborelui cotit, va avea ulei de ungere diferit s tocat în tancul 1 din figura
II.6.6 (se verific ă sticla de nivel 2).

c) Se face manevra de valvule pentru efectuarea preung erii
motorului.
Dac ă motorul nu a func ționat vreme mai îndelungat ă, între
suprafe țele motorului aflate în mi șcare relativ ă (segmen ții de piston și
căma șa de cilindru, fusurile manetoane și fusurile paliere, mecanismul de
distribu ție,…) nu mai exist ă ulei pentru ungere și atunci, pentru a nu exist ă o
frecare uscat ă, trebuie efectuat ă preungerea motorului.
Pentru efectuarea preungerii, se deschide valvula pe aspira ție 1 (fig.
II.6.7) și valvula pe refulare 2 (fig. II.6.8) și se porne ște electropompa de
preungere 3 (fig. II.6.9).

160

Fig. II.6.7. Valvula pe aspira ție a pompei de preungere [15].

Fig. II.6.8. Valvula pe refulare a pompei de preung ere [15].

d) Se deschid robine ții de purjare a aerului la fiecare cilindru al
motorului.
Robine ții de purjare a aerului 1 (fig. II.6.10), se vor de schide pentru a
se evita comprimarea aerului în cilindrii motorului în timpul vir ării arborelui
cotit.

161

Fig. II.6.9. Electropompa de preungere a motorului [15].

Fig. II.6.10. Vedere de sus a chiulasei motorului M AN [15].

e) Se cupleaz ă dispozitivul de rotire a arborelui cotit.

162

Fig. II.6.11. Dispozitivul de rotire a arborelui co tit [15].

Se cupleaz ă mecanismul de rotire a arborelui cotit 1 la volant ul 2 al
motorului (fig. II.6.11).

f) Se porne ște electropompa de preungere.

g) Se efectueaz ă virarea motorului.

Se va ac ționa mecanismul de rotire a arborelui cotit, prin r otirea
arborelui cotit cu 720 o rac (grade rota ții arbore cotit).

h) Se opre ște virarea, se opre ște electropompa de preungere și se
reface manevra de valvule.

i) Se decupleaz ă virorul de la volantul motorului și se asigur ă.

j) Se închid robine ții de purjare a aerului la to ți cilindrii motorului.

k) Se vor închide capacele de protec ție ale motorului.

3. Instala ția de r ăcire

Se deschid valvula 1 (fig. II.6.12) dintre pompa di n circuitul exterior
de r ăcire și schimb ătorul de c ăldur ă, valvula 2 dintre schimb ătorul de c ăldura
și pompele de r ăcire din circuitul interior de r ăcire și se porne ște pompa din
circuitul exterior de r ăcire al motorului.

163

Fig. II.6.12. Instala ția de r ăcire din circuitul exterior [15].

Fig. II.6.13. Instala ția de r ăcire din circuitul interior [15].

4. Instala ția de pornire

Pornirea și inversarea sensului de rota ție a arborelui cotit al
motorului MAN se realizeaz ă cu ajutorul aerului comprimat. Pentru a se
asigura necesarul de aer comprimat la presiunea de 30 bar în butelia de aer,
va trebui pornit electrocompresorul de aer comprima t. Energia electric ă
necesar ă pornirii acestuia este asigurat ă de c ătre Diesel-generatorul Deutz.
Pentru punerea în func țiune a grupului DG și umplerea buteliei cu
aer comprimat se vor parcurge urm ătoarele etape:
a) Se deschide robinetul cu cep 1 (fig. II.6.14), pent ru a permite
accesul combustibilului din tancul de consum 2 c ătre motorul
Deutz.

164

Fig. II.6.14. Tancul de consum din laborator [15].

b) Se aduce valvula cu trei c ăi 1 (fig. II.6.15) în pozi ția de
alimentare 2 (fig. II.6.16), se porne ște grupul Diesel-generator
Deutz și se aduce la tura ția nominal ă de 1500 rot/min.

Fig. II.6.15. Valvula cu trei c ăi de alimentare a grupului Deutz [15].

Fig. II.6.16. Pozi ția de alimentare a valvulei cu trei c ăi [15].

c) Se conecteaz ă grupul Deutz la tabloul electric de distribu ție (fig.
II.6.17).
Acest lucru se realizeaz ă prin ac ționarea manetei 1 iar apoi se
ajusteaz ă parametrii curentului electric furnizat de grupul Deutz de la
poten țiometrul 2.

165

Fig. II.6.17. Tabloul electric de distribu ție [15].

d) Se deschid valvulele de purjare a condensului la co mpresorul de
aer comprimat.

Datorit ă faptului c ă în compresorul 1 (fig. II.6.18), prin comprimare,
aerul se înc ălze ște, acesta va condensa dup ă oprire. De aceea, pentru a nu se
transmite apa spre butelia de aer comprimat, valvul ele de purjare 2, de la
toate cele patru trepte de comprimare, se vor desch ide înaintea fiec ărei noi
porniri.

Fig. II.6.18. Compresorul de aer comprimat [15].

e) Se porne ște electromotorul 1 al compresorului de aer comprim at
2 (fig. II.6.19).

Se porne ște electromotorul succesiv prin comutarea manetei 3 (fig.
II.6.19) pe treapta I iar apoi pe treapta II.

166

Fig. II.6.19. Electrocompresorul de aer comprimat K RUPP [15].

f) Dup ă purjarea condensului, se închid valvulele de purja re.

g) Se deschide valvula de acces 1 (fig. II.6.20) a aer ului comprimat
de la compresor c ătre butelie.

Fig. II.6.20. Compresorul de aer comprimat [15].

h) Se deschide valvula de înc ărcare 1 a buteliei 2 (fig. II.6.21) de
aer comprimat.

Fig. II.6.21. Butelia de aer comprimat [15].

167

i) Se încarc ă butelia pân ă la o presiune de 30 bar, se închide
valvula de înc ărcare a buteliei, valvula dintre compresor și
butelie și se opreste electrocompresorul.

j) Se deconecteaz ă electrocompresorul de la tabloul electric de
distribu ție.

k) Se opre ște grupul DG Deutz.

Pornirea motorului MAN

Dup ă preg ătirea tuturor instala țiilor auxiliare ale motorului, se
deschide valvula de consum 3 (fig. II.6.21).

Fig. II.6.22. Postul local de comand ă al motorului MAN [15].

Se deschide valvula de lansare 1 (fig. II.6.22) și se aduce maneta de
lansare 2 (fig. II.6.21) în pozi ția „LANSARE”. Dup ă pornirea motorului, se
închide valvula de lansare. În figura II.6.22 este prezentat postul local de
comand ă (PLC) al motorului MAN.

Inversarea sensului de rota ție a arborelui cotit al motorului

Inversarea sensului de rota ție a arborelui cotit, necesar ă pentru a se
modifica sensul de naviga ție din pozi ția de „MAR Ș ÎNAINTE” în pozi ția de
„MAR Ș ÎNAPOI”, se face numai dup ă ce motorul a fost oprit, maneta de
lansare fiind adus ă pe pozi ția „STOP”.
Se aduce maneta de inversare a sensului de rota ție 3 (fig. II.6.22) în
pozi ția pentru noul sens și se deschide valvula de lansare. Servomotorul de

168
inversare începe s ă roteasc ă axa culbutorilor pân ă când se vede pe
servomotor inscrip ționat noul sens de mar ș. Se aduce maneta de inversare pe
pozi ție medie dup ă care motorul poate fi lansat pe noul sens de rota ție.
Pe parcursul desf ășur ării invers ării sensului de rota ție, se pot urm ări
cele trei faze ale procesului de inversare:
– Ridicarea rolelor și a tache ților de pe camele arborelui cu came:
– Translatarea arborelui cu came pân ă când noile came ajung în dreptul
rolelor tache ților;
– Coborârea tache ților pân ă la contactul rolelor cu noile came.

169
7. INSTALA ȚIA DE PROPULSIE CU ELICE
CU PAS REGLABIL

Instala ția de propulsie cu elice cu pas reglabil este preze ntat ă
schematic, în figura II.7.1, și foto, în figura II.7.2. Elementele ei componente
sunt:
1- elicea cu pas reglabil;
2- linia de arbori;
3- servomecanismul hidraulic de inversare a palelor el icei (fig. II.7.4);
4- maneta de ac ționare a servomecanismului hidraulic (fig. II.7.5);
5- pupitrul de ac ționare a servomecanismului hidraulic de la postul d e
comand ă din timonerie (fig. II.7.7);
6- motorul de ac ționare a instala ției de propulsie (fig. II.7.6);
7- transmisia prin curele (fig. II.7.6).
Pentru schimbarea pasului la elicele cu pas reglabi l, sunt cunoscute
mai multe mecanisme, la care modificarea pasului se realizeaz ă prin
deplasarea axial ă sau prin rotirea unui arbore de comand ă, amplasat în
interiorul arborelui sau în interiorul butucului.
Schimbarea pasului prin deplasarea axial ă a arborelui de comand ă,
are dezavantajul c ă necesit ă for țe de ac ționare mari, deoarece for ța necesar ă
rotirii palelor se transmite integral arborelui de comand ă. De asemenea,
cursa arborelui de comand ă fiind în general mic ă, precizia cu care se
realizeaz ă modificarea palelor este și ea mic ă.
Mecanismul de schimbare a pasului prin deplasare ax ial ă a arborelui
de comand ă, nu poate fi folosit dac ă linia de arbori a motorului face un unghi
cu arborele portelice, momentul transmi țându-se prin ro ți din țate conice, sau
dac ă acesti arbori sunt dep ărta ți și momentul se transmite prin ro ți din țate
cilindrice sau prin lan ț Gall.
Servomecanismul untilizat în cadrul instala ției experimentale este
simplu, cu gabarit redus și siguran ță mare în exploatare. De asemenea, acest
mecanism necesit ă pentru schimbarea pasului for țe mici, deoarece
elementele mecanismului pot amplifica for ța de comand ă.
Mecanismul folosit pentru modificarea pasului elice i, prezentat în
figura 1, este compus dintr-un arbore principal 1 p rin care se transmite
momentul motor butucului elicei 2. Un lag ăr 3 și cilindrul hidraulic 4 se
intercaleaz ă între motor și elice.
Prin lag ărul 3 se face intrarea lichidului de lucru în cilin drul hidraulic
4. În interiorul cilindrului hidraulic se deplaseaz ă axial un piston 5 care nu se
poate roti din cauza unei pene transversale 6. Pist onul se înșurubeaz ă pe un
șurub cu pas mare 7 solidar cu arborele de comand ă 8. Prin deplasarea
pistonului spre dreapta sau spre stânga, datorit ă ac țiunii lichidului de lucru
distribuit de un sertar 9, arborele de comand ă se rote ște într-un sens sau în
altul.
Pe la țurile piuli ței sunt practicate canalele 12 în care se amplaseaz ă
culisa 13 ce ac ționeaz ă asupra unor bol țuri 14 montate excentric la baza
fiec ărei pale de elice. Deplasarea longitudinal ă a piuli ței 11 produce în final
rotirea palei.

170
O pomp ă 15 aspirând lichidul de lucru dintr-un rezervor 18 îl
introduce prin conducta 16 în sertarul de distribu ție 9. Dac ă sertarul nu este
ac ționat, circuitul lichidului de lucru se închide pri n interiorul sertarului și
prin conducta de scurgere 17 înapoi în rezervor.
Prin deplasarea punctului C spre dreapta în C’ sertarul se deplaseaz ă
cu distan ța SS ’ și conducta 16 este pus ă în comunica ție cu conducta 19, iar
conducta 17 cu conducta 20. Sub ac țiunea lichidului de lucru, pistonul 5 se
deplaseaz ă spre stânga ac ționând prin tija 21 și prin inelul 22 cap ătul D al
tijei de comand ă și mutându-l din D în D’. Deplasarea pistonului cu distan ța
DD ’ produce rotirea palelor cu un unghi propor țional cu distan ța DD ’.
Deplasarea punctului de comand ă C în C’’ , determin ă func ționarea
mecanismului în sens invers.

171

Fig. II.7.1. Servomecansim hidraulic de rotire a pa lelor elicei [1].

172

Fig. II.7.2. Instala ția de propulsie cu elice cu pas reglabil [15].

173

Fig. II.7.3. Sec țiunea A-A prin butucul elicei [15].

Fig. II.7.3. Elicea cu pas reglabil [15].

Fig. II.7.4. Servomecanism hidraulic pentru rotirea palelor elicei [15].

174

Fig. II.7.5. Pârghia de comand ă a servomecanismului de la PLC [15].

Fig. II.7.6. Transmisia cu curele de la motorul de ac ționare a liniei de arbori
[15].

Fig. II.7.7. Pârghia de comand ă a servomecanismului de la PCT [15].

175

Fig. II.7.8. Pompa de ac ționare servomecanismului hidraulic [15].

Modul de efectuare a lucr ării

– Se identific ă elementele figurilor prezentate în lucrare;
– Se porne ște instala ția de propulsie cu elice cu pas reglabil;
– Se fac manevre de inversare a pasului elicei și se va reporni
instala ția.

176

Bibliografie

1. Alexandru, C., Ma șini si instala ții navale de propulsie, Editura Tehnic ă,
Bucure ști, 1991.
2. Burciu S.M., Motoare cu ardere intern ă cu piston – procese
termodinamice, supraalimentare, caracteristici de f unc ționare și
instala ții, Ed. Europlus, Gala ți 2006.
3. Burciu S.M., Caraghiulea Mariana, Motoare cu ardere intern ă cu piston –
-Procese termodinamice, supraalimentare si caracte ristici de func ționare
– Îndrumar de proiectare, Editura Gala ți University Press Gala ți, Gala ți
2008.
4. Carabogdan, I.G., Bilan țuri energetice. Probleme si aplica ții pentru
ingineri, Editura Tehnica, Bucure ști, 1986.
5. Carabulea, A., Carabogdan, I.G., Modele de bilan țuri energetice reale si
optime, Editura Academiei, Bucure ști, 1982.
6. Cre ța, G., Turbine cu abur și gaze, Editura Didactic ă și Pedagogic ă,
Bucure ști, 1981.
7. Dumitru, Gh., Ma șini si instala ții de propulsie navale, Universitatea din
Gala ți, vol. 1 si 2, 1979.
8. Dumitru Gh. – Motoare cu ardere intern ă, procese termodinamice,
caracteristici mecanice de func ționare și supraalimentare, vol. I,
Universitatea "Dun ărea de Jos" din Gala ți, 1987.
9. Grecu, T. , Turbine și turbocompresoare, ,Editura Didactic ă și
Pedagogic ă, Bucure ști, 1967.
10. Grecu, T., Turbine cu abur, Editura Didactic ă și Pedagogic ă, Bucure ști,
1978.
11. Grünwald, V ., Teoria, calculul și construc ția motoarelor pentru
autovehicule rutiere, Editura Didactic ă și Pedagogica, Bucure ști, 1984.
12. Simionov, M. , Instala ții de propulsie navale. Linii de arbori, Editura
Evrika, Br ăila, 2001.
13. Simionov, M., Instala ții de propulsie navale, Gala ți University Press,
Gala ți, 2009.
14. Simionov, M., Instala ții de ma șini, Gala ți University Press, Gala ți, 2014.
15. *** – Laboratorul de motoare cu ardere intern ă al Universit ății “Dun ărea
de Jos” Gala ți. Standuri si echipamente.