Distribuție variabilă la motoarele cu ardere internă

Lucrarea prezinta o analiza a mecanismelor de distributie clasice in raport cu motoarele cu distributie variabila cat si urmarirea tendintelor pietii , necesitatiilor planetei de eliminare a noxelor si a consumurilor de resurse ale acesteia.

2 INTRODUCERE GENERALA A MECANISMELOR DE DISTRIBUTIE:

Mecanismul de distributie

Mecanismul de distributie asigura distribuirea amestecului carburant, evacuarea gazelor arse, in decursul fiecarui ciclu de functionare, deschizand si inchizand orificiile de intrare si iesire a gazelor din cilindri la momentul potrivit.

Mecanismul de distributie cu supape in cap se compune din urmatoarele piese:

Parti componente :

Mecanismul de distributie cu supape in cap:

1- arbore cu came;

2- tachet;

3- tija;

4- deget de reglare;

5- contrapiulita

6- axul culbutorilor;

7- culbutor;

8- arcuri;

9- supapa;

10- disc;

11- bucsa conica,

Fiecare cilindru este prevazut cu doua sau mai multe perechi de supape de admisie si de evacuare in functie de solutia constructiva.

Functionare :

In timpul miscarii arborelui cu came, fiecare cama actioneaza un tachet 2, deplasindu-1 in sus. Tachetul apasa asupra tijei impingatoare 3, care imprima culbutorului 7 o miscare de rotatie in jurul axului sau. Culbutorul apasa, cu capul liber, asupra tijei supapei 9 si, invingind forta opusa de arcul 8 al supapei, o deplaseaza; astfel se realizeaza legatura cu galeria de admisie sau cu cea de evacuare.

Cand partea proeminenta a camei paraseste tachetul, acesta coboara, iar supapa, sub actiunea arcului, inchide legatura cilindrului cu galeria de admisie sau de evacuare.

Arborele cu came trebuie sa aiba o turatie de doua ori mai mica decat turatia arborelui cotit, deoarece supapele trebuie sa se deschida o singura data pentru realizarea unui ciclu de functionare a motorului.

Arborele cu came comanda mecanismul de distributie, efectuand deschiderea supapelor in ordinea ceruta de functionarea motorului.

Unele tipuri de motoare au doi arbori cu came (in functie le modul de asezare a cilindrilor)

Componentele arborelui cu came sint urmatoarcle:

Arborele cu came:

1- came;

2- fusuri;

3- excentricul de actionare al pompei de benzina;

4- pinionul pentru actionarea pompei de ule;

Camele asigura deschiderea supapelor in ordinea de functionare ceruta, de aceea inte ele exista un decalaj de pozitie, care variaza in functie de numarul cilindrilor.

Arborele cu came se monteaza in partea frontala a motorului, in blocul cilindrilor sau in chiulasa si primeste miscarea de la arborele cotit prin intermediul unui angrenaj cu roti dintate, unui lant sau a unei curele dintate in functie de solutia constuctiva.

Supapele au rolul de a obtura orificiile de legatura ale cilindrilor cu galeriile de admisie sau de evacuare.

Partile componente ale unei supape sunt:

-talerul supapei, care obtureaza orificiul de admisie sau evacuare;

-tija supapei, care transmite comanda si asigura ghidarea supapei.

Suprafata interioara a talerului supapei este prelucrata conic cu o inclinare de 45° sau de 30°, formand suprafata de lucru a supapei, care se reazema pe suprafata conica a scaunului de supapa din blocul motor (la motoarele cu supape laterale) sau din chiulasa (la motoarele cu supape in cap).

Elementele constructive ale supapei:

1, 2- supape; 3- scaunul supapei; 4- bucsa de ghidare; 5- bucsa conica; 6- arcl 7- disc de sprijin

Pentru a se realiza o etansare cit mai buna intre aceste doua suprafete, supapele se slefuiesc cu ajutorul unei paste speciale.

Bucsa de ghidare se confectioneaza din fonta si se monteaza prin presare in orificiile corespunzatoare din blocul motor sau din chiulasa. Pe suprafata exterioara, bucsa are un colier cu care se sprijina in blocul motor sau in chiulasa.

Arcul supapei are rolul de a mentine supapa apasata pe scaunul ei.

Arcul se sprijina cu un capat pe blocul motor sau pe chiulasa si cu celalalt capat pe discul de sprijin.

Transmiterea miscarii de la arborele cu came la tijele supapelor se realizeaza cu ajutorul sistemului de impingatori, format din tacheti, tije impingatoare si culbutori.

Culbutorii au rolul sa modifice directia miscarii transmise de la tachet. Un brat al culbutorului se asaza deasupra tijei supupei, iar celalalt este fixat pe tija impingatoare.

Culbutorul este mentinut, in stare de repaus, apasat pe tija impingatoare cu ajutorul unor arcuri sau bare de torsiune. Pentru reglarea jocului dintre tija supapei si culbutor, la capatul dinspre tija impingatoare, culbutorul este prevazut cu un surub de reglare cu contrapiulita. Culbutorii sunt montati articulat pe un ax (axul culbutorilor) fixat pe chiulasa prin intermediul unor suporti.

3. INTRODUCEREA GENERALA A MECANISMELOR CU DISTRIBUTIE VARIABILA:

Prin distributie se intelege ansamblul organelor motorului cu ardere interna care permite umplerea cilindrilor cu incarcatura proaspata si evacuarea gazelor arse din cilindri. Cuprinde: colectoarele de admisie si evacuare, supapele, arborii cu came, componente ce asigura transmiterea miscarii de la came la supape (arcuri, tacheti, tije, culbutori etc. ), lantul/cureaua de distributie si pinioanele de angrenare.

Toate motoarele moderne cu aprindere prin scanteie (pe benzina) au nevoie de aplicarea distributiei variabile pentru a putea satisface cerintele din ce in ce mai severe de economicitate, emisii poluante si performante dinamice.

Se spune ca distributia este variabila atunci cand durata de deschidere si inaltimea de ridicare ale supapelor sunt variabile si, deasemenea, momentele de deschidere si inchidere ale acestora nu sunt fixe. In literatura de specialitate acestea sunt cunoscute sub numele de VVA (Variable Valve Actuation System) sau VVT (Variable Valve Timing System).

Denumirile de mai jos de care probabil ati auzit, folosite si comercial de catre producatori, reprezinta denumiri ale unor sisteme/solutii de distributie variabila:

- Valvetronic de la BMW;

- VVEL de la Nissan (Variable Valve Event and Lift);

- VTEC de la Honda;

- VarioCam Plus de la Porsche;

1. “Design and Development of a Mechanical Variable Valve Actuation System”, Ronald J. Pierik & James F. Burkhard, Delphi Automotive Systems, SAE Technical Paper 2000-01-1221

2. Revista autovehicule rutiere

3. “Variable Valve Timing”, Karl Brauer, Vision Engineer

4. www.wabashtech.com

5. www.delphi.com

6. www.madsci.org

7. BMW Valvtronic