6. Diagnosticarea generală a automobilului

6.1. Aspecte generale

Pentru diagnosticarea generală a automobilului se aleg puterea la roată sau forţa de tracţiune şi consumul de combustibil.

După cum rezultă din relaţia:

. (6.1)

unde: –reprezintă cilindreea totală a motorului;

-presiunea mediului ambiant;

-capacitatea calorică inferioară a combustibilului;-turaţia;-numărul de timpi ai motorului;

R-constanta termodinamică a agentului motor;

-temperatura ambiantă;

-cantitatea stoechiometrică de aer necesară arderii unui kilogram de v combustibil;

-coeficientul excesului de aer;-randamentul indicat;

-randamentul mecanic al motorului;

-randamentul transmisiei;

-coeficient care ţine seama de eventualele pierderi în frâne.

Puterea la roata motrică a automobilului depinde de următorii factori:-coeficientul excesului de aer, care reprezintă un parametru privitor la starea tehnică a

instalaţiei de alimentare cu combustibil, a filtrului de aer, a galeriilor de admisie, iar la motoarele cu carburator şi motoarele diesel supraalimentate, de etanşarea galeriilor la carburator, suflantă şi chiulasă;

-randamentul indicat este determinat de aceeaşi factori de stare enumeraţi şi în plus, de reglarea aprinderii;

-la motoarele cu carburator, depinde de starea sistemului de răcire, reglajul şi starea organelor mecanismului de distribuţie, gradul de etanşare a cilindrilor, starea galeriilor de evacuare şi a tobei de eşapament;

-randamentul mecanic, care dă indicaţii despre: starea mecanismelor auxiliare ale motorului (pompă de ulei, pompă de apă, generator de curent, compresor etc), starea tehnică a mecanismului motor şi regimul termic al motorului;

-randamentul transmisiei care constituie o măsură a pierderilor mecanice în lanţul cinematic al transmisiei;

-coeficientul care arată eventualele defecţiuni legate de frecarea anormală a rulmenţilor şi în frâne.

49

Dacă se întocmeşte schema de legături dintre factorul de diagnosticare şi factorii de stare care îl determină, se vede că legătura multiplă caracteristică face ca valoarea acestui parametru de diagnosticare să ofere indicaţii generale asupra stării automobilului. Ca urmare, testarea automobilelor folosind acest parametru de diagnosticare are un caracter general, iar nerealizarea nivelului minim admisibil al puterii la roată arată că starea tehnică a unuia sau a mai multor ansambluri prezente în schema de legături din figura 6.1 este necorespunzătoare. Depistarea defecţiunilor impune o diagnosticare mai bună, pe elemente.

Reglajul şi starea instalaţiei de alimentare λ

Pr

Starea filtrului de aerStarea galariei de admisieStarea suflantei de aerStarea de etanşare a galeriei de admisie (la motoarele diesel supraalimentate şi cele cu carburator)Starea şi reglajul instalaţiei de aprindereStarea şi reglajul mecanismului de distribuţieGradul de etanşare a cilindrilor Starea galeriei de evacuareStarea sistemului de răcireStarea organelor auxiliare ale motoruluiStarea mecanismului motorStarea sistemului de ungereStarea sistemului de răcireStarea şi reglajul ambreajuluiStarea cutiei de vitezeStarea reductor-distribuitorStarea transmisiei principaleStarea diferenţialuluiStarea rulmenţilor roţilorStarea frânelor

Fig. 6.1

În funcţie de metoda de diagnostificare adoptată şi de mijloacele tehnice disponibile, se poate efectua o testare generală a automobilului prin utilizarea altor parametri de diagnostificare şi anume: forţă de tracţiune, distanţa de accelerare, timpul de accelerare sau acceleraţie maximă. În legătură cu diagnostificarea după consumul de combustibil, examinarea relatiei

, (6.2)

în care este forţa de tracţiune, iar -densitatea combustibilului, duce la concluzia că aproape aceiaşi factori care afectează puterea la roată, conduc şi la majorarea consumului la 100 km de rulaj.

Diagnosticarea automobilelor după parametrul de consum prezintă aceleaşi caracteristici generale ca şi testarea după putere, ceea ce atrage atenţia asupra utilizării verificării operative a automobilelor din punct de vedere economic. Importanţa acestei operaţiuni este sprijinită de graficele de distribuţie a puterii la roată şi a consumului de combustibil (fig. 6.2), determinate statistic înainte şi după introducerea sistemului normalizat

50

de diagnosticare. Se observă că după introducerea diagnosticării (curbele trasate cu linie

continuă) puterea medie la roată a crescut (fig. 6.2, a), iar consumul mediu de

combustibil s-a redus (fig. 6.2, b), zona de împrăştiere a variaţiei ambilor parametri restrângându-se considerabil.

a

b

Fig. 6.2

6.2. Mijloace şi metode de diagnosticare

În ceea ce priveşte diagnosticarea generală a automobilului după putere, procedeele tehnice sunt prezentate în tabelul 6.1 în funcţie de parametrul de diagnosticare măsurat.

51

Tabela 6.1 Procedeele şi parametrii de diagnosticare generală a automobilelor după putere Procedeu Parametru de diagnosticare De parcurs Spaţiu de accelerare

Timpul de accelerareDeceleraţia vehicululuiAcceleraţia arborelui cotitViteza

De stand Puterea la roataForţa de tracţiuneSpaţiul de accelerareTimpul de accelerareAcceleraţia vehicululuiAcceleraţia arborelui motorViteza

Aşa cum se vede în relaţia 6.1, rezultatele testelor depind de regimul de viteză al maşinii, exprimat prin turaţia motorului şi precizat în timpul probelor de viteză a vehiculului.

Procedeul de parcurs constă în alegerea unui traseu corespunzător din punct de vedere al înclinării şi al acoperirii drumului (preferându-se fireşte o porţiune de drum orizontală, asfaltată şi uscată), pe care vehiculul, aflat într-o anumită treaptă a cutiei de viteză, se accelerează brusc de la o anumită vitează, până la atingerea unui nivel final al vitezei de rulaj în cel mai scurt timp posibil. Acest interval de viteze nu este standardizat; el se alege în funcţie de lungimea traseului disponibil, de tipul autovehiculului şi de datele statistice existente pentru valorile nominale şi limită ale parametrilor de diagnosticare măsuraţi în timpul testării: spaţiul de accelerare, timpul de accelerare, acceleraţia medie a maşinii sau a arborelui motor. De cele mai multe ori se preferă, pentru comoditatea încercărilor, utilizarea primei trepte a cutiei de viteze, plecându-se de la viteza minimă de rulaj şi apăsând apoi brusc pedala de acceleraţie pâna la atingerea vitezei maxime. Pentru a mări precizia măsurătorilor, de obicei probele se repetă parcurgând traseul şi în sens invers, putându-se corecta astfel erorile de înclinare şi vânt şi se calculează valoarea medie aritmetică a parametrului măsurat.

Deşi, foarte simplă, operativă şi puţin costisitoare, metoda diagnosticării de parcurs prezintă unele inconveniente prilejuite mai ales de anotimp, care poate influenţa rezultatele prin modificarea temperaturii mediului ambiant, a vitezei aerului şi mai ales a aderenţei suprafeţei drumului; toate acestea reduc nivelul calitativ al parametrilor de diagnosticare măsuraţi sub aspectul repetabilităţii (reproductibillităţii).

Procedeele de stand scot procesul de diagnosticare de sub influenţa mediului ambiant, dar gradul de informativitate depinde de fidelitatea simulării pe stand a condiţiilor reale de rulaj.

Principalul procedeu constă în a crea la roţile motoare ale maşinii un efort rezistent cât mai apropiat ca valoare şi variaţie de cel întâmpinat de vehicul în timpul mersului. Acest efort poate fi obţinut folosind inerţia unei mese rotoare sau cu ajutorul unei frâne. Aşa cum se vede în figura 6.3, în ambele cazuri standurile pot fi cu banda (a) sau cu rulouri, acestea din urmă, la rândul lor putând fi cu un rulou simplu (b) sau jumelat (c), ori cu două rulouri simple (d) sau jumelate (e).

Cele mai răspândite sunt standurile cu două rulouri jumelate, una dintre perechile de rulouri jumelate având un arbore comun pe care se montează şi elementul de frânare (f).

52

Fig. 6.3

Pentru diagnosticarea automobilelor cu tracţiune multiplă la fiecare osie motoare suplimetară se prevăd câte două rulouri jumelate care nu sunt însă încarcate din exterior, ci au mişcare liberă.

Aprecierea gradului de informativitatate al parametrului de diagnosticare cu astfel de instalaţii se va face stabilind, în primul rând, măsura în care ele pot reproduce eforturile rezistente reale ca mărime şi variaţie.

După cum este cunoscut, bilanţul de putere la roţiile motrice ale unui autovehicul se exprimă astfel

, (6.3)

unde: - este puterea la roată în timpul rulajului pe drum;

- puterea necesară pentru învingerea rezistenţei la rulare a tuturor roţilor;

- puterea necesară pentru învingerea rezistentei aerului;

- puterea corespunzătoare urcării sau coborârii unei pante;

- puterea corespunzătoare rezistenţelor la accelarea sau decelerarea maşinii.Puterea necesară pentru învingerea rezistenţei la rulare are expresia

, (6.4)

unde: f - este coeficientul de rezistenţă la rulare; – greutatea vehiculului repartizată pe roată în N;

- unghiul la pantă în rad;V - viteza maşinii în km/h.Coeficientul de rulare depinde de pneu, iar pentru acelaşi pneu depinde de drum. În

funcţie de acest din urmă factor, coeficientul de rezistenţă la rulare variază în limite foarte largi ( 0,01...0,3), în timp ce pe standurile de încercări s-a constatat experimetal că el are valori cuprinse între 0,026 şi 0,028.

53

Aceste diferenţe se datorează nu numai naturii diferite a suprafeţei rulourilor faţă de cea a suprafeţei drumului, ci şi faptului că pe rulou deformaţia pneurilor este mai accentuată.

Pe de altă parte, la încercările de stand lipsesc rezistenţele la pantă şi a aerului ,

iar rezistenţa la demaraj este limitată numai la efectul inerţial al maselor în mişcare ale vehiculului, la care se adaugă acelaşi efect al maselor rotitoare ale standului. În plus, în condiţii de stand dispare complet rezistenţa la rulare a roţilor motoare.

Toate acestea fac ca simularea condiţiilor de rulare pe stand să prezinte un oarecare grad de aproximaţie, iar rezultatele înregistrate în timpul diagnosticărilor să se abată de la valorile reale. Acest lucru poate fi corectat prin acordarea unui cuplu rezistent la roată, creat de elementul de frânare, care să ţină seama de rezistenţele care nu există în condiţii de stand faţă de rulajul real în palier

(6.5)

precum şi de cele care apar suplimentar , (6.6)

adică puterea elementului de frânare trebuie şă fie egală cu

. (6.7)

unde: -reprezintă diferenţa de putere la rulajul roţilor motoare pe rulou faţă de drum;

-puterea consumată de rulajul roţilor nemotoare;

-puterea corespunzătoare demarajului roţilor nemotoare;

-puterea corespunzătoare demarajului maselor cu mişcare de translaţie ale automobilului;

-puterea necesară accelerării maselor rotitoare ale standului;

-puterea consumată de frecările în mecanismele standului.Pe această cale se poate determina şi puterea de frânare a agregatului de încărcare a

standului , înlocuind termenii relaţiei (6.7) cu expresiile cunoscute

(6.8)

unde: este coeficientul de rezistenţă la rulare pe rulou şi cel pentru drum;

-greutatea maşinii repartizată pe osia motoare;

- greutatea maşinii repartizată pe osia nemotoare;

- momentul de ineţie al roţilor nemotoare;

-raza medie de rulare a roţilor;

a - acceleraţia medie a maşinii; - greutatea totală a automobilului; g- acceleraţia gravitaţională; k- coeficientul aerodinamic al automobilului; A- suprafaţa secţiunii transversale a autovehiculului; V- viteza; - momentul de inerţie al tuturor maselor rotitoare ale standului redus la axa rulourilor frânate; - raza rulourilor.

54

Diametrul rulourilor, ca parametru dimensional caracteristic al standului, împreună cu distanţa între axele rulourilor, se determină valoric, din condiţia obţinerii unei rezistenţe minime la rostogolirea pneului pe rulou, rezistenţă care, aşa cum s-a arătat, este şi aşa sporită ca urmare a deformaţiei mai accentuate a pneului pe rulouri (motiv pentru care unele firme recomadă ca în timpul încercării pe stand, presiunea din roţi să fie mărită cu 50% la turisme şi 30% la camioane). Cu creşterea diametrului rulourilor pierderile la rulare scad, dar creşterea este limitată de factori de ordin constructiv şi mai ales de costul global al instalaţiei, aşa cum se vede din graficul statistic prezentat în figura 6.4, în care se dă creşterea procentuală a cheltuielilor de producţie şi instalare, în funcţie de diametrul rulourilor. De aceea raza rulourilor se poate determina cu relaţia empirică

(6.9)

valorile limită fiind 100...500 mm

Fig. 6.4

Distanţa de montaj dintre axele rulourilor influenţează stabilitatea automobilului pe stand în timpul testărilor, precum şi uşurinţa ieşirii sale de pe instalaţie. Ea se determină din condiţia de evitare a patinării roţii motoare a maşinii pe rulouri

, (6.10)relaţia scrisă pe baza schemei de calcul din figura 6.5, unde

, (6.11)

este forţa de aderenţă pe rulou produsă de componenta a roţii motoare şi coeficientul de

aderenţa cu ruloul

, (6.12)

este rezistenţa la rulare a pneului pe rulou, iar

, (6.13)

este componenta tangenţială a greutăţii repartizată pe roata motoare. Înlocuind ultimile trei expresii în formula (6.10), rezultă

(6.14)

şi cum , iar , relaţia precedentă devinde

. (6.15)În acelaşi timp, din considerente geometrice

55

, (6.16)

relaţie în care se poate înlocui cu expresia sa (6.15) scrisă la limită (6.17)

aşa încât

. (6.18)

Fig. 6.5

Coeficientul de aderenţa şi cel de rezistenţă la rulaj pe stand se determină

experimental folosind aceeaşi metodă ca la încercările pe drum, astfel încât cu aceasta dimensiunea l este precizată.

În practica proiectării standurilor cu rulouri distanţa l se alege empiric în funcţie de

raza ruloului l=1,26 . Aşadar, condiţia de aderenţă, rezultă din relaţia (6.15)

, (6.19)arată că unghiul trebuie să fie cât mai mic, în timp ce condiţia de stabilitate, care trebuie neaparat respectată, impune o valoare cât mai mare.

Din această cauză însă se naşte pericolul ieşirii intempestive a automobilului de pe stand în timpul diagnosticării. Această posibilitate este exclusă când este frânat ruloul posterior şi de aceea, la standurile la care este frânat ruloul anterior, se impune ancorarea automobilului la stand sau plasarea unor cale la roţile nemotoare.

În sfârşit, în cazurile în care se realizează constructiv o distanţă între rulouri suficientă pentru a evita ieşirea nedorită a maşinii în timpul testării, se constată dificultăţi în momentul încercării de a părăsi standul. Pentru a uşura această operaţiune, unele standuri sunt dotate cu cricuri montate între rulouri, care ridică roata până aproape de nivelul superior al suprafeţelor de rulare.

Ca metodică a încercarilor, din relaţia (6.7) rezultă că pot exista două moduri de diagnosticare după puterea la roată, precizate de regimul de mişcare al vehiculului: în demaraj, când testările se execută la viteze variabile, continuu crescătoare într-un interval

56

precizat şi în regim permanent, când viteza se menţine constantă într-un anumit etaj al cutiei de viteze.

În ceea ce priveşte agregatul de frânare, acesta poate fi de tip inerţial, mecanic, hidraulic sau electric şi poartă denumirea generică de frână.

Frâna inerţială este constituită dintr-un volant angrenat cu unul dintre rulouri direct sau printr-un angrenaj multiplicator (atunci când, prin mărirea turaţiei volantului la

se urmăreşte reducerea dimensiunilor şi masei acestuia): momentul de inerţie al volantului creează efectul de încărcare a motorului.

Alegerea corectă a dimensiunilor şi masei volantului constituie condiţia primară a obţinerii unor rezultate corecte şi aceasta se realizează dacă, în timpul acecelerării, între rulouri şi roţile motoare nu se produc alunecări, reproducându-se cât mai fidel condiţiile de rulare pe drum.

Dimensiunile volantului, pentru un stand destinat diagnosticării unui tip de vehicul de greutate , pot fi determinate din relaţia următoare

, (6.20)

unde: şi sunt momentele de inerţie reduse al volantului şi respectiv, al ruloului; - raportul de transmisie între rulou şi volant; - raportul dintre raza roţii vehiculului şi raza ruloului,care a fost scrisă plecând de la observaţia că, în condiţii de stand, motorului nu i se mai opun momentele de inerţie din mişcarea de translaţie a automobilului şi cel al roţilor nemotoare.

Dacă se explicitează

(6.21)

şi cum

(6.22)

reprezentând masa materialului din care se construieşte volantul, iar şi - razele

exterioară şi interioară ale acestuia, din egalitatea relaţiilor (6.21) şi (6.22) se poate dimensiona volantul.

În cazul în care rulourile se dimensionează astfel încât să joace şi rol de mase inerţiale, atunci şi primul termen din membrul stâng al ecuaţiei (6.20) dispare.

Din relaţiile precedente se vede că standurile inerţiale nu pot fi utilizate decât pentru autovehiculele de un anumit tip (caracterizate de o anume masă şi un anumit interval de viteze) ceea ce constituie un dezavantaj, care se adaugă faptului că ele nu permit diagnosticarea maşinii decât în regim de accelerare şi astfel se justifică răspândirea lor redusă.

Pentru a lărgi aplicabilitatea standurilor inerţiale, la unele construcţii, în dotarea acestora se prevăd mai multe mase volante de diferite mărimi, iar unele firme produc standuri inerţiale în compunerea cărora intră şi o mică frâna suplimentară de tip hidraulic sau electric. Se înţelege că toate acestea ştirbesc din calitatea esenţiala a instalaţiilor inerţiale şi anume simplitatea şi costul redus.

În vederea determinării parametrilor de tracţiune, standurile inerţiale sunt dotate cu aparatură corespunzătoare pentru citirea şi înregistrarea turaţiei, distanţelor, timpului şi acceleraţiei.

Frânele mecanice, de tip disc sau mai rar, tambur, pe care sunt aplicaţi saboţi plani sau circulari, se montează, de regulă, coaxial cu rulourile, uneori fiind chiar încorporate în

57

acestea. Efortul rezistent se modifică prin variaţia apăsării saboţilor, iar momentul de frânare se măsoară cu ajutorul traductoarelor de tip mecanic, hidraulic sau electric. Pentru menţinerea unui regim termic convenabil frânele mecanice sunt prevăzute cu un circuit de răcire cu apa. Deşi simple şi ieftine, frânele mecanice au o răspândire redusă ca urmare a variaţiei coeficientului de frecare, instabilităţii şi uzurii intense.

Frânele hidraulice sunt instalaţii în care energia mecanică culeasă de la roţiile motoare este transformată în caldură în procesul de frecare dintre un rotor şi apă. Căldura se evacuează din frână odată cu apa, la canal sau într-un schimbator de căldură când instalaţia funcţionează cu recuperarea lichidului. Există instalaţii la care frâna se montează chiar în interiorul unui rulou. În raport cu instalaţiile electrice frâna hidraulică are un cost redus, este relativ simplă şi prezintă o bună stabilitate la turaţii ridicate. La regimuri de viteze inferioare unele tipuri de frâne hidraulice sunt instabile; în plus, ca şi cele mecanice dealtfel, instalaţiile de încărcare hidraulice nu sunt reversibile, deci nu pot fi folosite ca motor pentru antrenarea roţilor vehiculului atunci când se urmăreşte ca pe acelaşi stand cu rulouri să se efectueze şi alte operaţii, cum sunt diagnosticarea transmisiei, frânelor ş.a.

În sfârsit, avantajul simplităţii constructive a frânei propriu-zise este redus substanţial de complicarea instalaţiei de alimentare cu apă. Pentru a scoate frâna de sub influenţa fluctuaţiilor de presiune şi debit din reţeua de apă, instalaţia standului se face în scurt circuit şi este prevăzută cu un bazin propriu de alimentare cu nivel constant şi dispozitive de răcire şi reglare a temperaturii apei.

Fig. 6.6

Un exemplu de principiu al unei scheme de alimentare cu răcire cu aer este prezentat în figura 6.6, a, în care frâna hidraulică 5 se alimentează cu apă din bazinul 3, unde nivelul lichidului ce curge din reţea prin robinetul 1 este reglat automat cu ajutorul dispozitivului cu plutitor 2. O ţeavă de ’’preaplin’’ 9 este prevăzută pentru a preveni neplăcerile legate de defectarea dispozitivului 2. Intrarea apei în frâna se face prin robinetul 4, iar ieşirea prin robinetul 6 cu care se reglează totodată şi debitul apei de recirculaţie prin radiatorul 7 care, cu ajutorul ventilatorului 8, serveşte pentru a menţine regimul termic al frânei în limite convenabile. În figura 6.6, b, se prezintă o schemă hidraulică cu reglare automată a regimului termic; în acest scop se foloseşte sonda termostatică 7 care comandă robinetul 6 acţionat electromagnetic. Răcirea apei se face în schimbătorul de căldură 9, care utilizează ca element

58

refrigerator apa din reţea, sosită prin conducta 11 şi evacuată prin robinetul 8. Celelalte elemente ale instalaţiei sunt aceleaşi ca în schema precedentă.

Frânele electrice se deosebesc între ele după tipul maşinii electrice folosite, putând fi cu inducţie (cu curenţi turbionari), cu maşină electrică de curent continuu sau de curent alternativ. La aceste instalaţii efortul de frânare este produs de interacţiunea dintre câmpul electromagnetic al statorului şi rotor. Măsurarea efortului de frânare reactiv se face, ca şi la frâna hidraulică, prin măsurarea efortului de dezechilibrare a statorului.

La frânele cu curenţi turbionari reglajul cuplului rezistent şi al turaţiei are loc prin modificarea curentului de excitaţie, iar pentru evacuarea căldurii produse prin transformarea energiei mecanice, mai întâi în electricitate se utilizează instalaţii de răcire cu aer sau apă. Pe lângă dificultăţile pe care le prezintă reglajul curentului de excitaţie în funcţie de turaţie, frânele de acest tip au un dezavantaj major rezultat din ireversibilitatea lor funcţională care nu le permite utilizarea în regim de motor.

Frânele de curent continuu se construiesc pe baza maşinilor electrice de curent continuu care oferă standurilor de încercări dinamice posibilitatea funcţionării într-o gamă largă de turaţie, cu cupluri suficient de mari în întreg domeniul funcţional şi în plus, alternativa utilizării ca motor. Utilizării largi a acestui tip de frână i se opune preţul de cost ridicat şi lipsa reţelelor de alimentare în curent continuu, necesare pentru funcţionarea instalaţiei în regim de motor. Acest neajuns poate fi corectat prin utilizarea montajului Ward-Leonard, caz în care instalaţia standului se cuplează la reţeaua industrială, dar preţul standului creşte.

Maşinile de curent alternativ folosite în construcţia standurilor cu rulouri sunt, în general, asincrone; aceste instalaţii sunt reversibile, dar au cel mai limitat domeniu de variaţie a turaţiei . Pentru a lărgi gama de variaţie a turaţiei şi sarcinii (care se face prin modificarea intensităţii curentului de excitaţie) se foloseşte un dispozitiv electric de modificare în trepte a acestor parametri.

Din punctul de vedere al caracteristicilor frânelor (domeniul de variaţie al puterii în funcţie de turaţie) o privire comparativă (fig. 6.7) arată că cele mai avantajoase sunt frânele cu inducţie, iar domeniul cel mai restrâns îl au frânele cu alternatoare asincrone.

La toate cele menţionate adăugăm că preferinţa acordată în ultima vreme maşinilor electrice în construcţia standurilor cu rulouri se poate explica şi prin uşurinţa adaptabilităţii lor la automatizarea operaţiunilor de diagnosticare.

În ceea ce priveşte consumul de combustibil, aparatura de măsurare a acestui parametru de diagnosticare este relativ simplă.

Consumul de combustibil poate fi măsurat în rulaj sau pe stand. În ambele situaţii, rezultatele încercărilor vor fi influenţate de regimul de viteză şi de sarcină, aşa cum relevă relaţia 6.2. De aceea procedeul de măsurare pe parcurs este mai puţin precis prin gradul redus de repetabilitate produs de modificarea condiţiilor de ambient şi de trafic. Se alege un traseu, ca şi la diagnosticarea prin accelerarea maşinii, pe care se rulează cu o viteză dată pe o distanţă bine determinată , măsurându-se consumul cu ajutorul unui aparat. Dacă pe parcursul automobilul a consumat litri de combustibil, atunci consumul la 100km va fi

. (6.23)

În mod asemănător se procedează şi în cazul determinărilor pe stand, unde, fireşte, realizarea unor condiţii constante şi perfect repetabile de încărcare şi viteză este asigurată. De regulă, standurile sunt echipate cu aparatură care indică consumul de carburant direct în

, fără a mai fi necesar calculul precedent.

59

La încercarea pe stand, probele devin mult mai concludente dacă, în loc să se măsoare consumul la o singură viteză, se determină variaţia sa într-un interval mai larg şi se compară curba obţinută 1 (fig. 6.8) cu cea limită 2, operaţie în urma căreia se apreciază oportunitatea exploatării acesteia (în situaţia de pe figură exploatoarea vehicului se întrerupe).

Fig. 6.7

Fig. 6.8

60

7. Defecţiunea

7.1. Introducere

Defecţiunea este una dintre noţiunile principale cu care se operează în studiile de fiabilitate (fiabilitate=încredere, robusteţe, rezistenţă etc.).

Cu toate acestea se mai poartă încă discuţii referitoare la definirea defecţiunii, deoarece se apreciază că ea conţine, în numeroase cazuri, elemente subiective. În frecvente situaţii defecţiunea este precis determinată. De exemplu: ruperea unei curele de ventilator, arderea unui bec de semnalizare, ruperea unui arbore cardanic constituie, în toate împrejurările, defecţiuni evidente. În alte situaţii, noţiunea de defecţiune nu este atât de de clară. De exemplu: motorul nu dezvoltă puterea necesară (în limbaj obişnuit, motorul nu trage), direcţia nu are ’’suficientă’’stabilitate, caroseria are unele elemente minore de fixare slăbite etc. În alte situaţii, defecţiunea nu este sesizabilă de la început, fiind pusă în evidenţă prin efecte secundare care, de cele mai multe ori, apar destul de târziu. De exemplu, modificarea valorilor unghiurilor care definesc geometria roţilor unui automobil devine sesizabilă, în numeroase cazuri, abia după ce s-au uzat anormal pneurile. În fine, unele defecţiuni nu sunt acceptate ca atare în mod unanim. De exemplu, depăşirea nivelului de toxicitate a gazelor evacuate de la motor sau a zgomotelor produse de funcţionarea automobilului sunt considerate în unele ţări defecţiuni, pe câtă vreme în altele nu sunt prevăzute reglementări pe această linie. Cu toate acestea, în ciuda relativităţii sale, noţiunea de defecţiune este foarte utilă şi necesară pentru caracterizarea fiabilităţii, deoarece numai pe baza ei se pot calcula valorile indicatoriilor de fiabilitate.

Dintre numeroasele definiţii întâlnite, se apreciază drept cea mai bună, următoarea: Defecţiunea reprezintă o pierdere totală sau parţială a capacităţii de funcţionare, precum şi orice modificare a valorilor parametrilor constructivi şi funcţionali în afara limitelor impuse de documentaţie. Defecţiunile apar în urma unor greşeli de concepţie (proiectare), fabricaţie sau utilizare, precum şi din alte cauze.

Greşelile de concepţie şi proiectare sunt cele mai costisitoare deoarece înlăturarea lor, după ce produsul a intrat în producţia de serie, cere mult timp şi numeroase eforturi şi pot compromite reputaţia produsului. Greşelile de fabricaţie se datoresc, în principal, nerespectării documentaţiei, iar cele de utilizare, unui nivel necorespunzător de calificare a celor ce utilizează autovehiculele respective, nerespectării în totalitate a prevederilor documentaţiei pentru exploatare, precum şi unor procese normale de uzură, îmbătrânire sau coroziune. Defecţiunile mai pot fi generate şi de calamităţi (generale), accidente de circulaţie etc.

7.2. Clasificarea defecţiunilor

7.2.1. Generalităţi

Pentru înţelegerea diferitelor modalităţi de apariţie şi manifestare a defecţiunilor, o importanţă deosebită, o are clasificarea lor. Există numeroase moduri de clasificare a defecţiunilor deoarece fiecare clasificare pune în evidenţă unele aspecte caracteristice.

61

7.2.2. Clasificarea defecţiunilor după modul de variaţie a parametrilor

După modul de variaţie a parametrilor defecţiunilor pot fi: bruşte (instantanee sau inopinante) sau progresive (în trepte).

Defecţiunile din primul tip sunt caracterizate de variaţia bruscă a parametrilor produsului, cum ar fi: ruperea unor piese (ruperea unui arbore cotit, a arcului de suspensie etc.), arderea unei siguranţe din circuitul de alimentare cu energie electrică sau a electromotorului de pornire etc. Cel mai des, aceste situaţii apar ca urmare a cedării materialului din cauza unor defecţiuni proprii sau a supraîncărcărilor din timpul procesului de exploatare.

Defecţiunile progresive (în trepte) sunt rezultatul variaţiei lente a unor parametri, în general ca urmare a uzării, coroziunii şi îmbătrânirii. Foarte important este să se stabilească prin diagnosticare variaţia acestor parametri, pentru a putea preciza durata de utilizare a piesei respective, deoarece de multe ori defecţiunile bruşte apar din cauza necunoaşterii la timp a efectelor uzării, coroziunii şi mai ales îmbătrânirii.

7.2.3. Clasificarea defecţiunilor în raport cu cauzele care le-au generat

În raport cu cauzele ce le generează, defecţiunile pot fi datorită utilizării necorespunzătoare: inerente, primare, secundare. Defecţiunile datorate utilizării necorepunzătoare sunt cauzate de nerespectarea prevederilor documentaţiei de exploatare a produsului, precum şi de slaba calificare a personalului de deservire. De exemplu utilizarea pentru ungere a unui ulei de calitate inferioară celui prescris, ceea ce duce la distrugerea rapidă a motorului.

Defecţiunile inerente sunt cauzate în principal de existenţa unor greşeli de proiectare sau chiar de fabricaţie. Ele apar uneori şi în urma utilizării necorespunzătoare a autovehiculului.

Defecţiunile primare sunt cele care nu sunt generate de alte defecţiuni. De exemplu, ruperea danturii de la unul dintre pinioanele cutiei de viteză ca urmare a unor defecţiuni de material locale.

Defecţiunile secundare apar ca o consecinţă a unor defecţiuni care au avut loc anterior în instalaţie. De exemplu, spargerea cutiei de viteze, datorită unui dinte rupt şi căzut între două roţi aflate în angrenare; arderea dinamului generată de deterioarea releului disjunctor-conjunctor etc.

7.2.4. Clasificarea defecţiunilor după frecvenţa lor

Din punct de vedere al frecvenţei, defecţiunile pot fi: sporadice şi cronice.Defecţiunile sporadice pot avea cauze numeroase determinate atât de acţiunea unor

factori exteriori, cât şi de produsul propriu-zis. Dacă repetabilitatea acestor defecţiuni este sub 10% sunt considerate nesemnificative; dacă repetabilitatea lor este cuprinsă între 10-30% au o importanţă mică. Dacă repetabilitatea defecţiunilor depăşeste 30%, ele sunt considerate cronice. De regulă, defecţiunile nesemnificative nu constituie o preocupare deosebită nici pentru proiectant, nici pentru fabricant. De exemplu arderea cu o frecvenţă cu totul întâmplătoare a unor becuri, ruperea unor arcuri etc.

62

Defecţiunile cronice sunt cauzate, de cele mai multe ori, de greşeli comise în proiectare, în fabricaţie sau chiar în exploatare. Ca exemplu pot fi date: neconcordanţa dintre caracteristicile motorului şi ale cutiei de viteză; fabricarea unor organe de maşini din materiale diferite de cele impuse de documentaţie.

7.2.5. Clasificarea în raport cu gradul de reducere a capacităţii de funcţionare

În funcţie de gradul de reducere a capacităţii de funcţionare, defecţiunile pot fi parţiale sau totale.

Defecţiunile parţiale au loc atunci când valorile unor parametri nu mai pot asigura îndeplinirea performanţelor impuse în documentaţie, fără ca autovehiculul să piardă capacitatea sa de funcţionare. De exemplu, autovehiculele cu mai multe punţi motoare pot fi utilizate, în unele împrejurări, chiar dacă una dintre acestea s-au defectat.

Defecţiunile totale sunt cele care conduc la pierderea capacităţii de funcţionare. De exemplu, griparea motorului, blocarea diferenţialului, ruperea oricăruia dintre organele de transmitere a energie de la motor la puntea motrică etc, conduc la imposibilitatea folosirii automobilului.

7.2.6. Clasificarea în raport cu consecinţele defectării

Din punct de vedere al consecinţelor, defecţiunile pot fi minore, majore sau critice.Defecţiunile minore sunt acelea care nu împiedică funcţionarea autovehicului. De

exemplu, micile deformări sau zgârieturi ale vopselei caroseriei (dar trebuie eliminate).Defecţiunile majore sunt acelea care împiedică îndeplinirea misiunii. De exmplu,

orice defecţiune a motorului sau transmisiei face imposibilă deplasarea autovehiculului.Defecţiunile critice au consecinţe periculoase, pot provoca distrugerea de bunuri

materiale sau chiar pierderi de vieţi omeneşti. De exemplu, ruperea unei fuzete în plină viteză, defectarea instalaţiei de frânare etc.

7.2.7. Clasificarea în funcţie de volumul şi caracterul restabilirii

Din acest punct de vedere defecţinile pot fi dereglări, căderi sau avarii.Dereglările ce apar în instalaţie şi care necesită lucrări de întreţinere şi reglări (jocuri

în sistemul de distribuţie, la pedalele de ambreaj).Căderile constituie defecţiuni determinate de schimbări ireversibile ale parametrilor

unor organe, instalaţii sau sisteme. De regulă, aceste defecţiuni nu conduc la defectarea altor organe. De exemplu, deteriorarea bateriei de acumulatoare, deteriorarea discului de ambreaj etc.

Avariile sunt defecţiuni determinate de erori grosolane de exploatare sau fabricaţie(ex: griparea motorului).

7.2.8. Clasificarea în funcţie de uşurinţa depistării defecţiunii

Din acest punct de vedere defecţiunile pot fi evidente sau ascunse.

63

Defecţiunile evidente se descoperă uşor, printr-un control sumar (ex: spargerea unui pneu, ruperea unui arc de suspensie).

Defecţiunile ascunse sunt mult mai dificil de depistat şi necesită, de regulă, investigaţii speciale. De exemplu modificarea geometriei roţilor, creşterea consumului de combustibil etc.

7.2.9. Clasificarea în funcţie de durata defecţiunii

Pot fi temporare, intermitente, stabile.Defecţiunea temporară apare în anumite condiţii şi dispare fără intervenţia

personalului de întreţinere, după înlăturarea cauzelor care au generat-o. De exemplu, motorul nu dezvoltă puterea normală deoarece temperatura mediului ambiant este peste limita obişnuită.

Defecţiunea intermitentă este temporară şi evidentă, dar de multe ori se depistează mai greu. Ea este o manifestare a unui regim sau a unor condiţii anormale de lucru sau a unui contact nesigur.

Defecţiunea stabilă nu poate fi înlăturată decât prin repararea sau înlocuirea elementului defect (arderea unui bec, spargerea membranei pompei de benzină).

7.2.10. Clasificarea în funcţie de durata de folosire a produsului

Fig. 8.1

Dacă se reprezintă numărul de defecţiuni care apar la un produs în funcţie de durata sa de folosire, se obţine o curbă ca în figura 8.1.

Defecţiunile timpurii (precoce sau de rodaj) apar la începutul exploatării unui autovehicul (ele se remediază de către fabricant în perioada de garanţie).

Defecţiunile întâmplătoare apar în timpul exploatării. De regulă sunt defecţiuni bruşte. Cu cât numărul acestora este mai mic cu atât produsul este mai fiabil.

Defecţiuni de uzură sau îmbătrânire apar în perioada finală a utilizării unui autovehicul.

64

În figura 8.1 se reprezintă la curba ’’a’’ un produs proiectat, fabricat şi utilizat în condiţii foarte bune,’’b’’- mediu,’’c’’- nesatisfăcator.

8. Diagnosticarea motorului

8.1. Introducere

Modificarea stării tehnice a motorului se produce fie din cauza uzurii naturale sau forţate a mecanismelor şi instalaţiilor sale (mecanismul motor, mecanismul de distribuţie, instalaţia de alimentare cu combustibil şi aer, instalaţia de ungere, instalaţia de răcire, sistemul de aprindere), fie dereglării sau deteriorării unora dintre ele.

Diagnosticarea motorului se poate face în general sau pe elementele componente ale acestuia. În primul caz se aleg ca parametri de diagnosticare mărimi care au legături multiple cu parametrii de stare ai motorului, deci a căror valoare depinde de starea tehnică a mai multora din componentele motorului. Aceşti parametrii sunt: puterea, consumul de combustibil, gradul de poluare a gazelor de evacuare şi nivelul de zgomot. Legătura dintre parametrii de diagnosticare menţionţi şi parametrii de stare ai elementelor componente ale motorului este indicată în figura 8.1.

Diagnosticarea motorului pe elemente se efectuează atunci când un parametru de diagnosticare generală are valori inacceptabile. În acest caz se trece la diagnosticarea elementelor componente ale motorului de a căror stare depinde parametrul de diagnosticare cu valoare necorespunzătoare. Parametrii de diagnosticare aleşi în acest scop sunt în funcţie de mecanismul sau instalaţia testate şi vor fi precizaţi la fiecare caz în parte.

Factorul de diagnosticare Factorul de dependenţă

Puterea şi consumul de combustibil

Instalaţia de alimentare cu aerInstalaţia de alimentare cu combustibil Mecanismul motorMecanismul de distribuţieSistemul de răcireInstalaţia de aprindere

Gradul de poluare

Instalaţia de alimentare cu aerInstalaţia de alimentare cu combustibilMecanismul motorMecanismul de distribuţieInstalaţia de aprindere

Nivel de zgomot

Mecanismul motorMecanismul de distribuţieInstalaţia de răcire

Fig. 8.1

65

8.2. Stabilirea directă a puterii efective Per

Este o operaţie de precizie nu tocmai ridicată, deoarece rezultatele sale depind de o serie de factori (relaţia 8.1) a căror măsurare exactă nu este posibilă

. (8.1)

Astfel, puterea efectivă nominală a motorului (înscrisă în fişa sa tehnică), poate suferi reduceri iniţiale de fabricaţie (acceptate deliberat prin documentele de recepţie), precizate de factorul , a cărui valoare poate coborâ până la 0,95; în decursul exploatării

normale puterea motorului scade în mod obişnuit, factorul respectiv scăzând între 0,85-

0,9, iar în transmisie se pierde o cantitate de energie, randamentul transmisiei având valori de împrăştiere 0,88...0,92 la autoturisme şi 0,82...0,88 la autocamioane şi autobuze. Aşadar

, (8.2)adică la un automobil cu stare tehnică corespunzătoare la roată ajunge, din puterea nominală, doar cota precizată de relaţia (8.2) şi dacă ceea ce se determină pe standul cu rulouri nu se încadrează între aceste limite, iar transmisia este în stare tehnică bună, atunci este necesară o diagnosticare a motorului pe elemente.

De regulă, uzinele constructoare indică puterea nominală, regimul de viteză la încercarea motorului pe standul cu rulouri, etajul schimbătorului de viteză (de obicei etajul cel mai înalt) şi valoarea minimă (limită) a puterii la roată.

8.3. Diagnosticarea prin suspendarea funcţionării cilindrilor

Este o metodă de diagnosticare generală a motorului care se bazează pe crearea unei rezistenţe interne, opuse de unul sau mai mulţi cilindri, când aprinderea sau alimetarea cu combustibil a acestora este întreruptă; fireşte, primul procedeu se aplică la motoarele cu aprindere prin scânteie, iar al doilea la motoarele diesel.

La mersul în gol, funcţionarea stabilă a motorului este delimitată de egalitatea dintre cuplul motor indicat şi cel rezistent, produs de consumul propriu de energie al motorului

. (8.3)

Aceasta egalitate se realizează, de exemplu, pentru turaţia în starea 1 (fig. 8.2). Dacă prin întreruperea alimentării bujiei sau injectorului, unul din cilindrii motorului este scos din funcţiune şi dacă acesta este un cilindru cu o stare tehnică bună, atunci cuplul indicat se va reduce corespunzător curbei , iar dezechilibrul nu va putea fi înlăturat decât

prin reducerea turaţiei până la valoarea în care se reface egalitatea cuplurilor

, (8.4) noul regim funcţional fiind precizat de starea 2.

În cazul unui cilindru cu o stare tehnică necorespunzătoare, scăderea cuplului indicat este, evident, mai mică –curba - iar starea de echilibru funcţional –punctul 3-se va

realiza la o turaţie .

66

Aşadar, cilindrii cu starea tehnică necorespunzătoare vor determina reduceri mai mici de turaţie, prin scoaterea lor din funcţiune, comparativ cu ceilalţi.

Din categoria aparatelor care funcţionează după acest principiu este tipul ELKON S-103 (Ungaria), destinat numai pentru motoarele cu aprindere prin scânteie. Acesta măsoară turaţia folosind impulsurile electrice din circuitul primar al instalaţiei de aprindere şi indică scăderea procentuală de turaţie. Aparatul are două scale: una indică turaţia, iar cealaltă variaţia procentuală a acesteia. Dacă variaţiile procentuale de turaţie între cilindri nu depăşesc 4% motorul se consideră bun; în caz contrar trebuie căutată cauza care determină funcţionarea incorectă a cilindrilor la care s-a constatat cea mai mică reducere de turaţie.

Diagnosticarea pe această cale a motorului diesel, înâmpină unele greutăţi (deci se utilizează mai rar la acest tip de motor).

Fig. 8.2

8.4. Dianosticarea după consumul de combustibil

Aparatele folosite pentru măsurarea consumului de combustibil sunt rotametrele şi debitmetrele cu membrană, cu piston, cu jicloare sau volumice.

Rotametrul este un aparat bazat pe determinarea debitului de fluid prin punerea în mişcare a unui rotor cu palete.

Debitmetrele cu jicloare au particularitatea de a oferi valoarea instantanee a consumului de benzină şi de aceea ele sunt mult mai răspândite în dotarea stadurilor cu rulouri.

În construcţia unui astfel de aparat (fig. 8.3) intră o cameră de nivel constant, 11, prevăzută cu un plutitor 10 şi supapă 6. Benzina vine din rezervorul 9 prin robinetul 8 şi conducta 7 şi părăseşte camera de nivel constant prin conducta 12. La partea de jos a acesteia se află jiclorul 13, în avalul căruia este plasat tubul de sticlă 4, prevăzut cu o scala 5. Reperul zero al acesteia coincide cu nivelul combustibilului în camera de nivel constant 11.

Pentru a preîntâmpina pulsaţia combustibilului în tubul de măsură 4, fenomen care ar afecta precizia citirilor, instalaţia posedă un compensator 3. Prin robinetul 2 şi conducta 1 se

67

face legătura cu carburatorul, iar prin robinetul 14 şi jiclorul 15 se poate verifica corecta funcţionare a aparatului.

Fig. 8.3

În timpul măsurării se deschid robinetele 8 şi 2, instalaţia fiind racordată direct la carburatorul motorului testat, iar robinetul 14 stă închis. Din cauza rezistenţei opuse la curgere de jiclorul 13, nivelul benzinei în tubul de masură 4 se va afla sub cel din camera de nivel constant. Denivelarea care se produce este proporţională cu debitul de combustibil, astfel încât scala se gradează direct în .

Pentru a verifica corectitudinea funcţionării aparatului, se închide robinetul 2 şi se deschide robinetul 14; astfel benzina va curge prin jiclorul 15 cu un debit constant, citit pe scala 5, care reprezintă o dată de control furnizată de fabricant. În caz contrar, aparatul trebuie revizuit.

8.5. Diagnosticarea după gradul de poluare

8.5.1. Generalităţii

Gazele evacuate din motoarele cu ardere internă conţin un număr de substanţe poluante, cum sunt monoxidul de carbon, hidrocarburile, precum şi importante cantităţi de fum şi oxizi de azot. Prezenţa excesivă în gazele de ardere a monoxidului de carbon, a hidrocarburilor şi a fumului constituie mărturia unei funcţionări anormale. Dar, pe lângă

68

aspectul tehnico-economic, emisia acestor substanţe are implicaţii ecologice şi de aceea testarea motorului după acest procedeu de diagnosticare este foarte importantă.

Pentru motorul cu aprindere prin scânteie este specifică testarea după emisia de oxid de carbon, aşa după cum pentru motorul diesel importantă este măsurarea concentraţiilor de hidrocarburi, oxizi de azot şi a gradului de fum.8.5.2. Măsurarea concetraţiei de monoxid de carbon

La diagnosticarea motoarelor cu carburator măsurarea concetraţiei de monoxid de carbon se face atât pentru verificarea carburaţiei, cât şi în scopul profilactic al reducerii emisiei acestui agent poluant. Ultimul aspect este important mai ales pentru probele rutiere, iar primul are în vedere şi operaţiunile de întreţinere.

Concetraţia de monoxid de carbon în gazele produse prin ardere depinde mai ales de raportul d dintre cantităţile de aer şi şi de combustibilul prezente în amestec

. (8.5)

Cu cât valoarea indiciului d este mai mare, cu atât concentraţia de monoxid de carbon în gazele emise de motor este mai mică.

Aşadar, prin determinarea concetraţiei monoxidului de carbon în gazele evacuate se poate stabili indirect valoarea mărimii d, care reprezintă indicele de apreciere a reglajului carburatorului. În acest scop sunt folosite astăzi două tipuri de aparate: analizoare electrice bazate pe transferul de căldură şi analizoare cu raze infraroşii.Analizatoarele electrice sunt cele mai răspândite în tehnica diagnosticării carburaţiei.

69

Fig. 8.4

În figura 8.4 se prezintă schema de principiu a unui astfel de aparat, în compunerea căruia intră o punte Wheatstone echipată cu voltmetrul V, ampermetrul A, bateria de acumulatoare B şi potenţiometrul P, pentru reglajul alimentării. Rezistenţele şi au aceeaşi valoare, iar potenţiometrul serveşte pentru echilibrarea punţii, folosind în acest scop şi voltmetrul V. Rezistenţele şi sunt de aceeaşi mărime, numai că se află în

aer liber, iar este baleiată de curentul de gaze de evacuare ce traversează caseta acestora şi separarea apei condensate.

Gradul de răcire diferit al rezistenţelor şi , datorat diferenţei dintre coeficienţii

de convecţie al aerului şi al gazelor evacuate, face ca valoarea lui să se modifice şi puntea să se dezechilibreze.

Dacă energia electrică consumată pentru încălzirea rezistenţei nu variază, atunci temperatura acesteia depinde numai de cedarea căldurii spre gazul aflat în camera de măsură. Cedarea de căldură este influenţată, pe de o parte, de viteza gazului şi de aceea este necesar ca în camera de măsură, în zona rezistenţei , să se menţină un regim difuziv de transfer de căldură; pe de altă parte, cantitatea de căldură cedată depinde de conductivitatea termică a gazelor. Componentele din gazele evacuate au conductivităţi apropiate de cea a aerului (cu care aparatul compară regimurile de transfer termic al rezistenţelor şi ). Dintre gazele a căror concentraţie depinde de dozajul amestecului, monoxidul de carbon prezintă cea mai mare diferenţă faţă de aer în ceea ce priveşte coeficientul de conductivitate. Marile diferenţe pe care le prezintă hidrogenul şi dioxidul de sulf nu sunt interesante, deoarece concentraţia acestor substanţe în gazele evacuate nu depind de dozajul amestecului.

Rezultă că atât determinarea concentraţiei de monoxid de carbon, cât şi a dozajului se poate face indirect, aflând conţinutul de dioxid de carbon din gazele evacuate.

Pentru mărirea sensibilităţii se folosesc analizoare electrice în a căror punte intră două rezistenţe etalon şi două de măsură, cu aceeaşi organizare generală ca analizorul prezentat în figura 8.4.

După cum se ştie, variaţia concentraţiei de monoxid de carbon în funcţie de dozaj este diferită de cea a dioxidului de carbon; pe de altă parte, datele obţinute cu acest aparat reprezintă un rezultat al echilibrului conductivităţiilor termice diferite ale componentelor gazelor evacuate, care este proporţional cu dozajul. De aceea scala aparatului redă cu un grad de fidelitate acceptabil numai variaţia dozajului, sub forma raportului d şi poate folosi la reglajul carburaţiei. Aparate de acest tip sunt aparatele Crypton BA-64 (Anglia) şi Elkon A-105 (Ungaria).

Analizatoarele cu raze infraroşii sunt aparate cu o precizie mai ridicată şi se sprijină pe observaţia că gazele poliatomice cu structuri eterogene absorb în mod selectiv energia radiantă în infraroşu, în funcţie de lungimea de undă specifică a radianţiilor din acest spectru. Analiza în infraroşu se bazează pe compararea energiei transmise unei membrane elastice pe două căi: printr-o coloană formată din gazul analizat şi printr-o alta care nu reţine radiaţia infraroşie (de exemplu aer).

În figura 8.5 este prezentată schema unui astfel de analizor, format din două tuburi închise la capete cu pereţi transparenţi: tubul 6 conţine un gaz care nu reţine radiaţiile infraroşii, iar celălalt 5, este intercalat în circuitul de gaze evacuate, supuse analizei. Din acest circuit face parte sonda de prelevare 1, separatorul de apă 2, filtrul fin 3 şi pompa cu membrană 4, care asigură un debit constant de gaze prin tubul de măsură 5. Tuburile sunt încadrate la o extremitate de două becuri 8, identice, de la care lumina se transmite prin filtre

70

ce lasă să treacă numai radiaţiile cu lungimi de undă de . Pentru uşurinţa măsurării, radiaţiile sunt trimise către cele două tuburi sub forma unor impulsuri cu frecvenţa de 6-10 Hz, realizate cu ajutorul discului 15 cu fante, rotit de motorul electric 9. La celălalt capăt al tuburilor se află detectorul 7, format din două camere despărţite între ele de membrana elastică 13. Aceasta, împreună cu grila fixă 14, formează un traductor capacitiv, introdus în circuitul amplificatorului 10 şi al sistemului de citire, format din aparatul de indicare 11 şi înregistratorul 12. Detectorul este umplut cu monoxid de carbon cu un înalt grad de puritate.

Fig. 8.5

Gazele emise de motor sunt dirijate spre sonda 1, de unde, curăţate de apă în separatorul 2 şi de alte particule în filtrul 3, sunt introduse cu presiune constantă în tubul 5 de către pompa 4. În tubul de măsură se stabileşte astfel un curent de gaze în regim permanent. Razele infraroşii care străbat acest tub ajung parţial absorbite de coloana de gaze, gradul de absorbţie fiind proporţional cu concentraţia de CO. Radiaţia care străbate tubul 6 îl va traversa practic nestingherită, astfel încât cele două compartimente ale detectorului vor primi cantităţi diferite de energie.

Gazul din aceste compartimente se va încălzi inegal, producând o diferenţă de presiune care va deforma membrana 13, modificând capacitatea traductorului. Variaţia capacităţii acestuia este proporţională cu concetraţia de CO din gazele care circulă prin tubul de măsură 5 şi poate fi citită pe aparatele de indicare 11 sau de înregistrare 12.

71

Principalul dezavantaj al analizei în infraroşu constă în faptul că spectrul de absorbţie al monoxidului de carbon interferează cu cel al dioxidului de carbon şi al apei şi de aceea este necesară o reducere a câmpului de radiaţie. Pentru a mări precizia măsurătorilor, la aparatele moderne, în serie optică cu tubul de măsură şi cu cel de referinţă, se introduce câte un filtru care conţine dioxid de carbon saturat cu vapori de apă. Razele infraroşii care străbat filtrele ajung la detector fără a mai conţine componentele din bandă pe care interferează monoxidul de carbon cu dioxidul de carbon şi apa, astfel încât variaţia concentraţiei de în gazele din tubul de măsură nu va mai influenţa citirile.

Pe principiul descris funcţionează analizatoarele Infralyt T produs de firma Junkalor (Germania), Irga 20 (firma Grubb Parsons-Anglia), Riken (Japonia) ş.a.

Metoda testării motoarelor cu ajutorul analizoarelor electrice sau cu raze infraroşii presupune realizarea a două condiţii preliminare: instalaţia de aprindere a motorului să fie în stare perfectă şi cu reglaje corecte, iar motorul să fie încălzit (uleiul să se afle la minim ).

Înainte de efectuarea măsurătorilor analizorul se etalonează prin aducerea acului indicatorului la reperul zero. Se introduce apoi sonda în ţeava de evacuare a vehiculului pe o adâncime de minim 30 cm, pentru a preveni eventualele imixtiuni de aer în gazele preluate, după care se face legătura dintre sondă şi aparat şi se pune în funcţie analizorul.

Analizoarele permit verificarea calităţii amestecului şi a conţinutului de CO la ralanti, la turaţii superioare şi în regim de accelerare.

La ralanti, testările se efectuează pornind motorul cald şi lăsându-l să funcţioneze la turaţia prescrisă de fabricant, până când acul indicator al analizorului se stabilizează (în general după 90-120 s). La acest regim motorul nu trebuie să emită mai mult CO decât nivelul admisibil, de exemplu 4,5%. O concentraţie superioară indică un amestec prea bogat, rezultat al reglajului defectuos al amestecului, al uzurii jicloarelor, al activităţii intensive a orificiilor de repriză (ca urmare a înfundării canalelor de aer), al nivelului prea ridicat al benzinei în camera de nivel constatnt, al presiunii prea mari a benzinei refulate de pompă sau al unui filtru de aer extrem de murdar. În aceste cazuri dacă aparatul este dotat şi cu o scară de dozaj, acul indicator se va afla în zona ’’amestec bogat’’ (arătând valori mai mici de 13). Apoi se aduce progresiv turaţia motorului la 2000-3000 rot/min şi se observă dacă acul indicator se deplasează progresiv spre zona amestecurilor sărace, în raport cu poziţia de ralanti, respectiv spre valori mai mici ale concetraţiei de CO. Stabilirea acului la valori ale raportului aer-benzină mai mici de 12 indică un amestec bogat, a cărui cauză trebuie căutată printre cele arătate mai înainte la care se adaugă insuficienta deschidere a clapetei de aer. Responsabilitatea filtrului de aer poate fi detectată prin demontarea sa; dacă, după scoatere, analizorul marchează o reducere a conţinutului de CO, rezultă că filtrul este îmbâcsit.

Dacă acul indicator se stabilizează la valori ale amestecului aer-benzină mai mari de 14, aceasta înseamnă că amestecul este prea sărac, iar cauzele pot fi inundarea jicloarelor, nivelul prea coborât al benzinei în camera de nivel constant, îmbâcsirea filtrului de benzină sau a sitei filtrante din carburator.

Verificarea pompei de acceleraţie se face reducând turaţia motorului la 1000-1400 rot/min şi accelerând brusc. Dacă procentul de CO creşte rapid, deci acul indicator se deplasează spre amestecuri bogate, pompa de acceleraţie funcţionează corect; dacă conţinutul procentual de CO scade, înseamnă ca pompa de acceleraţie este defectă. După determinarea regimului de accelerare, acul indicator trebuie să revină la niveluri inferioare ale dozajului şi conţinutul de CO; revenirea se face mai repede sau mai lent, în funcţie de caracteristicile constructive ale carburatorului.

La motoarele prevăzute cu mai multe carburatoare este necesar ca, înainte de testare, acestea să fie sincronizate sub aspectul depresiunii create; la motoarele în doi timpi este

72

necesară plasarea, după sonda de prelevare a unui filtru cu cărbune activ, care să reţină hidrocarburile ce se evacuează intens din aceste motoare şi a căror prezenţă viciază măsurările atât la analizoarele electrice, cât şi la cele cu raze infraroşii.

8.6. Măsurarea concentraţiei de hidrocarburi

Metodele cele mai răspândite pentru măsurarea concetraţiei de hidrocarburi din gazele de evacuare se bazează pe analiza în infraroşu şi ionizarea flăcării. În ambele cazuri, precizia măsurătorilor este influenţată de modul de prelevare a gazelor şi natura materialelor utilizate la construcţia aparaturii de cercetare. Diferenţele care apar între structura chimică a gazelor de evacuare şi cea a probei prelevate se datorează tendinţei accentuate de absorbţie la perete a hidrocarburilor precum şi a tendinţei acestora de a reacţiona cu oxidul de azot. Reducerea pierderilor prin absorbţie se realizează prin evitarea folosirii polietilenei şi în general, a materialelor plastice în construcţia sistemului de prelevare, prin reducerea raportului suprafaţă volum al acestuia prin ridicarea temperaturii sale, reducerea duratei de stocare şi saturare prealabilă a pereţilor.

Analizatoarele cu raze infraroşii pentru determinarea concentraţiei de hidrocarburi din gazele de evacuare se bazează tot pe analiza spectroscopică în infraroşu. Aparatul este asemănător cu cel din figura 8.5, numai că detectorul trebuie umplut cu un gaz care absoarbe energia radiantă în infraroşu pe aceeaşi lungime de undă ca şi hidrocarburile din gazele evacuate.

8.7. Măsurarea concentraţiei oxizilor de azot

Analizatoarele cu raze infraroşii şi ultraviolete se bazează pe acelaşi principiu descris mai înainte. Cele cu radiaţii infraroşii sunt utilizate în domenii de măsură de pâna la 500 ppm (părţi per milion; reprezintă o unitate de măsura a concentraţiei).. Pentru mărirea preciziei de măsurare, înainte de intrarea în aparat, vaporii de apă sunt reţinuţi prin răcire şi filtrare, deoarece apa interferează în spectrul de absorbţie NO. Probele trebuie să se efectueze rapid, întrucât s-a constatat că la temperatura ambiantă oxidul de azot manifestă o tendinţă accentuată de oxidare, tranformându-se în .

Pentru măsurarea dioxidului de azot se folosesc aparate asemănătoare constructiv cu analizoarele în infraroşu, dar care utilizează radiaţii din domeniul ultraviolet. Precizia de măsurare este satisfăcătoare până la nivelul de 5ppm.

Procedeele de măsurare a concentraţiei oxizilor de azot în benzile infraroşu şi ultraviolet sunt rapide şi pot fi utilizate mai mult ca tehnică de control, decât de cercetare, datorită preciziei coborâte.

8.8. Măsurarea densităţii fumului

Culoarea şi nuanţa fumului emis de motor pot sevi drept criterii de apreciere a naturii unor defecţiuni. Astfel, prezenţa fumului negru sau cenuşiu-negru în gaze arată o ardere incompletă, fumul albăstrui produs prin arderea uleiului în camera de ardere este consecinţa

73

uzurii grupului piston-cilindru sau supapă-ghid. Fumul albicios (apare frecvent la pornirea motoarelor diesel pe timp rece) indică deranjarea sistemului de răcire, care nu permite atingerea temperaturii normale de regim a motorului.

În tabelul 8.1 sunt prezentate cauzele producerii fumului cu diverse coloraţii de evacuare precum şi frecvenţa acestor cauze.

Tabelul 8.1 Culoarea gazelor Cauza Alb Albăstrui NegruDeteriorarea garniturii de chiulasă C - -Segmenţi blocaţi sau sparţi - B -Ruperea pragurilor de segmenţi - C -Griparea pistonului - C -Spargerea sau uzura ghidului de supapă - C -Motor prea rece A - -Supape gripate sau neetanşate - - BJocul distribuţiei incorect - - BAre supapa rupt - - BDebit excesiv al unor elemente ale pompei de injecţie - - AAvans excesib la injecţie - - BOrdine de injecţie incorectă - - BSupape de refulare blocate - - CSupape de refulare uzate - - BPresiune mică de injecţie - - AAcul injectorului gripat - - CInjector cocsat - - AVârful pulverizatorului spart - - BImpurităţi pe sediul acului injector - - BGaleria de admisie ancrasată - - CFiltrul de aer înfundat - - AInjectoare, bujii de aprindere sau supape de aer fixate neetanş

- - A

Arbore cu came greşit montat - - BArcul sau tija injectorului rupte - - BUzura orificiilor pulverizatorului - - B

Observaţie! S-au utilizat notaţiile:A-cauza freventă B-cauză cu frecvenţă mică C-cauză excepţională

Stabilirea concentraţiei fumului din gazele de evacuare se poate efectua pe mai multe căi. Una dintre acestea o reprezintă analiza chimică a gazelor de ardere, dar acest procedeu nu se pretează la măsurări rapide, nefiind deci acceptabil mai ales pentru folosirea în exploatare.

Există trei procedee principial diferite pentru măsurarea desităţii de fum în gazele evacuate, aplicabile atât în cercetare, cât şi în exploatare şi anume: prin filtrare, prin absorbţie şi prin reflexie, pe baza cărora s-au construit aparate destinate stabilirii cifrei de fum, denumite fummetre.

74

La fummetrele bazate pe metoda filtrării, gazele evacuate sunt forţate să străbată un filtru care reţine funinginea. Aprecierea cantităţii de funingine reţinute se poate face pe cale vizuală, prin cântărire sau prin ardere.Fummetrul Bosch EFAW se bazează pe citirea fotoelectrică a gradului de înnegrire a unui hârtii filtrante, care a fost traversată de gazele evacuate de motor. Aparatul are o pompă (fig. 8.6) cu un volum de lucru 330 . La unul din capetele cilindrului 9 există un capac mobil,12, în care se fixează hârtia de filtru 11 (Whatmann nr. 4). Capacul se fixează cu ajutorul arcului 13 şi al capacului 14. Prin ştuţul 15, pompa este pusă în legătură, prin racordul 16, cu sonda de prelevare 17, care se plasează în ţeava de evacuare 18 a motorului. În cilindrul 9 se deplasează pistonul 10, a cărui tijă 1, este încărcată de arcul 2. Extremitatea stângă a cilindrului este obturată de discul 8 şi capacul 3. Piesa cilindrică 7 este prevăzută cu bilele 6. Piesa 5 este împinsă spre dreapta de arcurile 4. Spaţiul etanş dintre piesele 5 şi 8 este pus în legătură cu para de cauciuc 19, prin racordul 20.

Fig. 8.6

Înainte de efectuarea măsurării pistonul 10 se împinge spre dreapta până când canalul circular al tijei 11 ajunge în dreptul bilelor. Prin pătrunderea bilelor în canalul tijei, piesa 5 este eliberată, iar arcurile 4 o împing spre dreapta, blocând tija şi pistonul în această poziţie. Pentru prelevarea probei se acţionează energic para 19. Aerul pompat de aceasta împinge spre stângă piesa 5; când locaşul acesteia ajunge în dreptul bilelor, ele sunt împinse spre exterior, sub acţiunea arcului 2, care trage tija şi pistonaşul spre stânga, efectuând aspiraţia gazelor de ardere prin hârtia de filtru, ce se va înnegri prin reţinerea funinginii.

Stabilirea cifrei de fum se face pe cale fotoelectrică. Pentru aceasta, aparatul dispune de microampermetrul 21(fig. 8.6, b), potenţiometrul 25, pentru reglarea punctului nul, becul 22 şi celula fotoelectrică circulară 23. După conectarea aparatului la o sursă de 12, se aşază elementul fotoelectric pe hârtia de filtru înnegrită 24; o parte din lumina emisă de lampa 22

75

va fi reflectată de filtru pe celulă şi anume într-un raport invers proporţional cu gradul ei de înnegrire. Celula fotoelectrică emite un curent care excită microampermetrul 21, a cărui scală este împărţită în zece unitaţi: gradaţia zero corespunde reflexiei hârtiei albe, iar gradaţia zece absorbţiei totale a luminii. Folosind indicaţia ampermetrului şi în conformitate cu scala de negreală Ringelman, se stabileste (fig. 8.7), în funcţie de puterea nominală a motorului, dacă gradul de fum determinat se află dedesubtul sau deasupra limitei de fum.

Fig. 8.7

8.9. Diagnosticarea după zgomot

Motorul cu ardere internă emite un complex de sunete situat într-o gamă largă de frecvenţe şi intensităţii. Sursele de zgomot din motoare sunt şocurile cu care se aplică unele pe celelalte piesele aflate în mişcare, frecarea dintre piese şi cea produsă la curgerea fluidelor de lucru pe lângă supape şi filtre, precum şi frecarea palelor ventilatorului cu aerul. Mai pot constitui surse de zgomote oscilaţiile gazelor în galerii ca şi arderea normală, cu detonaţie ori cu aprinderi secundare.

Caracteristicile pentru gradul de uzură a motorului în ansamblu şi pentru unii parametri de reglare sunt zgomotele produse de şocuri. Şocurile sunt rezultatul contactului violent între piese, iar intesitatea zgomotului produs este proporţională cu distanţa (jocul) dintre acestea, pentru aceeaşi pereche de organe.

Frecvenţa sunetului este determinată de pulsaţia elementului perturbator şi de frecvenţa proprie a pieselor. Aşadar, măsurând intesitatea zgomotului produs de motor se poate aprecia gradul de uzură sau al mărimii jocurilor reglabile, după cum analiza frecvenţelor oferă un mijloc de diagnosticare pe elemente a subansamblelor motorului. Pe de

76

altă parte, după cum este uşor de imaginat, intesitatea zgomotului depinde şi de regimul de turaţie şi sarcină, fapt care impune precizarea regimului funcţional de încercare.

Nivelul general de zgomot, ca parametru de diagnosticare generală a motorului, se determină cu ajutorul sonometrelor cu cuarţ şi se exprimă în decibeli. Precizia de citire cu sonometrele depinde de gradul de reflexivitate al mediului în care este plasat motorul; pentru a face cât mai puţin simţită influenţa pereţilor reverberatori, distanţa de plasare a microfonului sonometrului în jurul motorului nu trebuie să depăşească 20-30 cm.

Se consideră că nivelul de zgomot este mulţumitor dacă el se plasează între 60 şi 100 dB, limita maximă fiind valabilă pentru motoarele diesel.

Din cele arătate mai sus rezultă că zgomotele emise de un motor constituie o sumă de vibraţii. Analiza acestora după momentul producerii componentelor respective şi după frecvenţă, permite şi o diagnosticare amănunţită a motorului pe elemente, care va fi examinată în cadrul prezentării diagnosticării instalaţiilor şi mecanismelor motorului.Diagnosticarea după zgomot. Diagnosticarea mecanismului motor după analiza zgomotelor se poate face subiectiv, prin ascultare sau obiectiv, folosind o aparatură adecvată stabilirii precise a nivelului zgomotului, spectrului de frecvenţă şi locului de emisie.

Diagnosticarea prin ascultare (auscultare) este o metodă empirică, care poate oferi unele rezultate calitative a căror valoare depinde în foarte mare măsura de experienţa mecanicului. Pentru ascultare (auscultare) se utilizează stetoscoape de formă simplă sau tranzistorizală (fig. 8.8). În acest din urmă caz aparatul conţine un amplificator de joasă frecvenţă, constituit din doi tranzistori care amplifică semnalele produse de un traductor cu cuarţ. Acest mic bloc electronic 4, este alimentat cu două baterii 2, de 3V introduse în corpul de material plastic 3, prevăzut cu tija de palpare 5. Cablul 1 transmite impulsurile electrice pe care un mic receptor 6, le transformă în semnale acustice.

În scopul testării, motorul se încălzeşte până la temperatura normală de funcţionare pentru a se elimina erorile pe care le poate introduce neanularea jocurilor termice normale. Încercările se efectuează în conformitate cu indicaţiile date în tabelul 8.2 şi figura 8.9.

Fig. 8.8 Fig. 8.9

Indicaţiile au un caracter calitativ, evident, dar se ştie că, în general, zgomotul datorat

uzurii excesive a ansamblului piston-cilindru apare când jocul dintre aceste piese atinge 0,3...0,4 mm, cel emis de perechea fus palier-lagăr se produce când jocul dintre acestea este de 0,1...0,2 mm, iar zgomotul produs de fusul maneton în lagărul respectiv se aude distinct când jocul depăşeşte 0,1 mm.

77

Tabelul 8.2 Schema ascultării (auscultării) mecanismului motorPiese fig. 9.9

Obiec-tul ascultă-rii

Zona ascultării Condiţiile de incercare

Caracteristicile zgomotului

Defecţiunea posibilă

1 Grupul piston-cilindru

În partea laterală a blocului opusă distribuţiei, pe întreaga înălţime a cilindrilor

La turaţie foarte coborâtă cu treceri la turaţii medii. Se poate întrerupe temporar funcţionarea cilindrului respectiv (la creşterea încărcării bătaile se amplifică)

Zgomot înfundat care poate fi discontinuu

Joc exagerat între piston şi cilindru, îndoirea bielei, deformarea bucşei bielei sau a bolţului

2 Seg-menţii şi canalele lor din piston

În partea laterală a blocului la nivelul punctului mort exterior

La turaţii medii Zgomot înalt, de intensitate mică, asemănător cu lovirea celor doi segmenţi între ei

Joc mare al segmeţilor în canele; segmenţi rupţi

3 Bolţul-bucşă bielei-umerii pistonu-lui

În partea laterală a blocului la nivelul punctului mort interior

La turaţii mici cu accelerări rapide până la turaţii medii

Sunete înalte, puternice,asemănătoare unor lovituri rapide ale unui ciocan pe nicovală. Acelaşi zgomot, dar dublu

Joc al bolţului în bucşa bielei; ungere defectuasă; un prea mare avans la aprindere sau injecţie.Joc mare între bolţ şi umerii pistonului

4 Arbore cotit-lagărul de bielă

În partea opusă mecanismului de distribuţie între cele două puncte moarte

Se pleacă de la turaţii coborâte lent; periodic se poate întrerupe funcţionarea cilindrului respectiv

Sunet înfundat de frecvenţă medie.Zgomot răsunător, puternic ,cucaracter metalic

Uzura sau griparea cuzineţilor.Uzura sau topirea cuzineţilor

5 Arbore cotit-lagăr palier

În părţile laterale ale blocului de cilindri în zona lagărelor paliere

La turaţii medii cu accelerări periodice până la turaţia maximă

Sunet de frecvenţă joasa, puternic, limpede şi regulat.Sunet de nivel coborât neregulat, care se

Uzura cuzineţilor.Joc axial mare în lagărele paliere

78

aude la ultimul lagăr; prin cuplarea ambreajului zgomotul se amplifică

8.10. Planul de exploatare

8.10.1. Calculul parcului de autovehicule în exploatare

Cantitatea mare de mărfuri şi materiale care trebuie deplasate cu autovehiculele impune luarea unor măsuri tehnico-organizatorice care să asigure efectuarea transportului în bune condiţii sub aspectul calităţii, siguranţei şi la un cost cât mai redus.

Planul de transport pentru fiecare mijloc de transport se întocmeşte astfel încât să se poată face o coordonare a diferitelor mijloace de transport pe întreaga ţară şi eventual, cu traficul internaţional. Planificarea transporturilor poate fi: de perspectivă sau curentă.

La întocmirea planificării transporturilor auto se stabilesc principalii parametrii, cum ar fi:-volumul de transport, în tone sau călători;-volumul prestaţiilor, în tone-km sau călători-km;-coeficientul de utilizare a parcului;-distanţa medie de transport;-coeficientul de utilizare a capacităţii;-parcursul mediu zilnic;-planul valoric corespunzător prestaţiilor de efectuat.

8.10.2. Parcul mediu inventar

Pentru a stabili parcul mediu inventar se calculează numărul anual de autovehicule-zi, participante la procesul de transport şi se raportează la numărul zilelor calendaristice dintr-un an.

La calculul numărului total de autovehicule-zi inventar trebuie să se ţină seama, pe lângă autovehiculele care vor fi utilizate tot timpul anului şi de autovehiculele care se transferă la alte unităţi, cele care se casează, cele care se aduc de la alte unităţi sau se introduc în parc pe bază de investiţii.

Cunoscându-se toate modificările în situaţia parcului în perioada de plan, se poate stabili cu precizie numărul de autovehicule-zi care participă la transport.

Dacă nu se cunosc aceste date şi se presupune că autovehiculele se transferă sau se primesc în tot timpul trimestrului media zilelor în care autovehiculele participă la transport în trimestrul respectiv este egală cu jumătate din numărul de zile ale unui trimestru, adică 90:2=45 de zile.Exemplu de calcul al parcului mediu inventar. O societate de transport auto are, la început de an, un parc invetar de 300 de autovehicule; în timpul anului se casează sau se transferă 45 de autovehicule, din care 10 în trimestrul I, 15 in trimestrul II, 5 în trimestrul III şi 15 în timestrul IV, iar în parc mai intră 25 de autovehicule în timestrul II şi 15 în trimestrul III.Să se calculeze parcul mediu inventar.

79

Rezolvare:-numărul de autovehicule-zile invetar care vor putea lucra tot anul va fi: (300-45) autovehicule x 365 de zile=93.075 autovehicule-zile; -numărul de autovehicule-zile inventar corespunzător celor 45 de autovehicule ce vor fi transferate sau casate;-în trimestrul I: 10 autovehicule x 45 zile=450 autovehicule-zile;-în trimestrul II: 15 autovehicule x 135 zile=2025 autovehicule-zile;-în trimestrul III: 5 autovehicule x 225 zile=1125 autovehicule-zile;-în trimestrul IV: 15 autovehicule x 315 zile=4725 autovehicule-zileTOTAL 8325 autovehicule-zile

-numărul total de autovehicule-zile invetar corespunzător autovehiculelor ce vor intra în parc va fi:· în trimestrul I: 25 autovehicule x 225 zile=5625 autovehicule-zile;· în timestrul II: 15 autovehicule x 135 zile=2025 autovehicule-zileTOTAL 7650 autovehicule-zile

Numărul total de autovehicule-zile invetar care participă la procesul de transport al unităţii respective pentru anul luat în considerare va fi: 93075+8325=109050 autovehicule-zile

Parcul mediu inventar anual va fi:

(autovehicule);

autovehicule.

8.10.3. Capacitatea medie de transport a parcului inventar

Aceasta se calculează ţinându-se seama de parcul inventar şi de numărul de autovehicule de o anumită capacitate. Luând datele din exemplul precedent, vom presupune că din totalul de 298 de autovehicule:20 de autovehicule au capacitatea de 7 tone: 20x7=140t;140 de autovehicule au capacitatea de 4 tone: 140x7=560t;80 de autovehicule au capacitatea de 3 tone: 80x3=240t;30 de autovehicule au capacitatea de 2,5 tone: 30x2,5=75t;28 de autovehicule au capacitatea de 1 tonă: 28x1=28t.TOTAL:298 atovehicule 1043t

Capacitatea medie a unui autovehicul:

.

80

9. Tehnologia exploatării motorului

9.1. Exploatarea mecanismului motor

9.1.1. Despre starea tehnică a mecanismului motor

De obicei, la motoarele care au acumulat un număr considerabil de ore de funcţionare se observă o reducere accentuată a puterii, însoţită de creşterea intolerabilă a consumului de ulei şi de combustibil. Astfel de motoare au porniri dificile, mai ales pe timp răcoros, implică demaraje greoaie ale maşinii, acuză bătăi, zgomote suspecte, iar la evacuare emit fum dens. Toate aceste fenomene simptomatice sunt indiciul unor defecţiuni ale mecanismului motor, adică ale acelui ansamblu de piese care participă în mod direct la realizarea ciclului motor. Este vorba de o serie de părţi fixe ca: chiulasa şi capacul ei, blocul de cilindri, lagăre paliere şi carterul sau baia de ulei şi de grupul celor mobile: pistonul, segmenţii, bolţul, biela, lagărele de bielă şi arborele cotit cu volantul.

Aceste părţi constuctive ale mecanismului motor sunt supuse unui complex de intense solicitări de natura mecanică, termică, chimică sau combinate. Efectele asupra mecanismului motor le reprezintă modificările dimesiunilor pieselor şi ale structurii materialelor, iar contactul cu uleiul şi agentul de lucru creează depozite pe suprafeţele pieselor respective, înrăutăţind condiţiile funcţionale. Astfel de schimbări sunt: uzura cilindrilor, segmenţilor, bolţurilor, lagărelor paliere şi de bielă a fusurilor respective, slăbirea fixării chiulasei, deteriorarea elementelor de etanşare (semeringuri, garnituri etc), formarea de calamină, gume şi substanţe asfaltoase.

Înrăutăţirea stării de funcţionare a mecanismului motor este determinată, aşa cum s-a arătat, de condiţiile obiective ale funcţionării motorului. Dar pe lângă această uzură, pe care o numim normală, o serie de factori subiectivi pot interveni accelerând uzura, transformând-o într-un proces accelerat, forţat. În rândul acestora intră, în primul, neaplicarea operativă a lucrărilor de întreţinere tehnică în perioada şi volumul ce vor fi descrise mai jos. Din condiţiile de utilizare a autovehiculelor, cu pondere importantă în accelerarea uzurii intervin rulajul îndelungat la regimuri de sarcină şi turaţii superioare, rulajul cu viteze reduse la cupluri mari (când condiţiile de răcire a motorului sunt precare) exploatarea în zone cu mari concetraţii de praf, supraîncălzirea motorului, utilizarea unor uleiuri sau medii de răcire de calitate necorespunzătoare.

Parametri de stare tehnică a mecanismului motor care reflectă mutaţiile menţionate sunt gradul de etanşare a cilindrilor şi mărimea jocurilor din articulaţii. Deoarece aceşti factori nu sunt măsurabili din exterior, pentru stabilirea stării tehnice a mecanismului motor se aplică metode indirecte folosind o serie de parametri, numiţi de diagnosticare; aceştia reprezintă, de cele mai multe ori, efecte exterioare măsurabile ale modificării parametrilor de stare tehnică. Astfel, parametri de diagnosticare a gradului de etanşare sunt:presiunea de

81

compresie, scăpările de aer, depresiunea din colectorul de admisie, debitul sau presiunea gazelor scăpate în carter, precum şi consumul de ulei şi stuctura acestuia; uzura articulaţiilor se apreciază utilizând ca parametri de diagnosticare chiar jocurile din articulaţii, determinate prin metode statice sau acustice.

În legătură cu uzura segmenţilor, a pistoanelor şi a cilindrilor există păreri contradictorii privitoare la oportunitatea restabilirii stării tehnice a mecanismului doar prin înlocuirea segmenţilor (procedeu impropriu denumit adesea ’’segmentare’’). În conformitate cu unele date experimentale, obţinute prin măsurări ale uzurii grupului piston-cilindru după un rulaj de peste 100.000 km, segmenţii de compresie superiori se uzează de 2,9 ori mai repede decât cilindrul şi de 2,3 ori mai repede decât pistonul. Aceasta observaţie justifică repararea mecanismului motor prin schimbarea segmenţilor atunci când scăderea presiunii de compresie şi creşterea consumului de ulei ating cote mari. Se va reţine însă că procedeul este raţional numai atunci când uzura cilindrului (ovalizarea sau conicizarea) precum şi cea a pistonului nu sunt prea avansate; în caz contrat numai înlocuirea segmenţilor, fără alezarea cilindrilor şi înlocuirea pistoanelor şi bolţurilor reprezintă o operaţiune inutilă.

Pentru uşurinţa determinării defecţiunilor şi stabilirea necesităţilor de intervenţie, în tabelul 9.1 se prezintă manifestările exterioare şi cauzele posibile ale unor defecţiuni din mecanismul motor.

Tabelul 9.1 Defecţiunile mecanismului motor:simptome şi cauzeNr. crt. Simptome Cauze01 02 031. Scăderea puterii, consum de combustibil şi

ulei exagerat, fum abundent la evacuare.1.1.Uzura sau griparea pistonului.1.2.Uzura cilindrilor.1.3.Uzura, blocarea sau ruperea segmenţilor.

2 Evacuarea (maşină de gaze) prin canalizaţia de ventilaţie a carterului.

2.1.Vezi pct. 1.2 şi 1.3.2.2. Fisurarea sau topirea pistonului la motoarele diesel.

3 Funcţionarea neuniformă a motorului; apă pe electozii bujiilor.

3.1.Slăbirea strângerii chiulasei.3.2.Deteriorarea garniturii de chiulasă.

4 Bătăi în zona cilindrilor. 4.1.Jocuri mari ale grupului piston-cilindru.

5 Bătăi puternice care nu se atenuează prin reducerea consumului la aprindere.

5.1.Uzura bolţului.5.2.Uzura bucşei din piciorul bielei.5.3.Joc mare între bolţ şi piston.

6 Zgomote la pornire şi la turaţii mari. 6.1.Uzura fusurilor manetoane.6.2.Uzura cuzineţilor de bielă.

7 Zgomote de frecvenţă joasă sesizabile distinct la eliberarea pedalei de ambreaj.

7.1.Uzura fuselor paliere.7.2.Uzura cuzineţilor palieri.

82

8 Bătăi ce se aud la toate regimurile. 8.1.Topirea (griparea) cuzineţilor palieri şi de bielă.

9.1.2. Întreţinerea tehnică a mecanismului motor

Operaţiunile de întreţinere tehnica a mecanismului motor sunt relativ simple şi cu periodicitate mare.Ele conţin mai ales lucrări de verificare, strângere şi decalaminare.

În conformitate cu normativele cuprinse în cărţile tehnice ale autovehiculelor, în cadrul controlului şi îngrijirii zilnice pe parcurs se efectuează urmărirea funcţionării motorului la diferite turaţii; în cadrul reviziei tehnice de gradul II, se verifică fixarea motorului pe cadru, strângerea chiulasei, presiunea din cilindru; la vehiculele prevăzute cu motoare cu aprindere prin scânteie se verifică egalitatea puterii furnizate de cilindri; în sfârşit, la revizia tehnică sezonieră se examinează zgomotele la motor.

Vehiculele, înainte de plecarea în cursă, la întreţinea tehnică zilnică, întreţinerea tehnica numărul 1 şi numărul 2 (sezonieră), şoferul execută controlul funcţionării motorului la mersul în gol şi în diferite regimuri de turaţie, urmărindu-se funcţionarea regulată şi zgomotele produse precum şi calitatea şi culoarea gazelor evacuate prin ţeava de eşapament şi orificile de aerisire a carterului; la întreţinerea tehnică numărul 2 mecanicul de reglaj verifică şi strânge chiulasa motorului şi în plus verifică compresia.

După unele surse periodicitatea şi conţinutul operaţiilor de întreţinere tehnică a mecanismului motor pentru motoarele D 797-05 şi D 2156-HMN fabricate în ţară sunt următoarele: la plecarea şi venirea din cursă se verifică zgomotele din motor şi fixarea motorului pe cadru; după primii 500 de km de rulaj (la motoarele noi sau ieşite din reparaţie) se strânge chiulasa; la 5000 de km rulaţi se strâng şuruburile băii de ulei, iar la fiecare 20000 km se verifică compresia şi fumul de eşapament.

În ceea ce priveşte motorul autoturismului Dacia 1300, în conformitate cu aceeaşi sursă verificarea zgomotelor emise de motor şi a fixării sale pe cadru trebuie să fie efectuate la plecarea şi sosirea din cursă, strângerea chiulasei după primii 500 km de rulaj, strângerea băii de ulei la fiecare 2500 km, iar compresia se verifică dupa 35000 km rulaţi.

Operaţiunea de strângere a chiulasei poate fi făcută de orice amator, cu condiţia existenţei unei chei dinamometrice potrivite şi a respectării ordinii de strângere (aceasta putând fi găsită de obicei în cartea tehnică sau de întreţinere a maşinii). Strângerea se face uşor, fără şocuri, piuliţele strângându-se uniform, cu efortul de strângere indicat pentru motorul respectiv şi de regulă, din centrul chiulasei spre periferie prin două treceri.

În tabelul 9.2 se indică valorile eforutlui de strângere a chilasei cu motorul rece pentru unele motoare, iar în figura 9.1 ordinea de strângere.

Tabelul 9.2 Momentul de strângere a chilasei pentru unele motoareMotor Moment Dacia 1300 5,5...6.5Oltcit 9...10Renault 16 18Dacia 1100 60Renault 8 6

83

Renault 10 60Fiat 850 60Fiat 1300, 1500, 1800 4...5ARO M 461 3,8...4ARO 240 12...13

Fig. 9.1

Deşi nu sunt norme ce să impună curăţirea periodică a motorului de produsele reacţiilor din ulei şi combustibil, aceasta fiind o operaţie ce se execută, de regulă, cu prilejul reparaţiei generale a motorului, sunt situaţii în care ea totuşi se impune fără întârziere, deoarece, ca urmare a contactului cu oxigenul, la temperaturi superioare, hidrocarburile din ulei şi combustibil sunt supuse unor transformări structurale. La peste şi sub influenţa catalizatoarelor a unor materiale din care este construit motorul, în masa uleiului se produce nu numai un proces energetic de oxidare în urma căruia apar acizi organici, ci chiar şi o violentă cracare termică cu formare de particule de carbon liber. În afară de acestea, are loc un proces complex de de polimerizare redox (de aglomerare moleculară în cursul unei reacţii de oxido –reducere) în urma căruia iau naştere gume acide şi substanţe asfaltoase neutre (asfaltene, carbene,carbide etc).

În aceleaşi condiţii combustibilul formează şi el gume actuale, iar prin cracare, carbon. Toate aceste produse de cracare, oxidare şi polimerizare apar în procesul normal de exploatare a motorului, dar sunt mai intense la motoarele uzate.

În ceea ce priveşte calamina, apariţia ei începe, de fapt, odată cu exploatarea motorului. Viteza de formare a crustelor calaminoase este foarte ridicată în perioada iniţială (în prmimele 30-40 de ore de funţionare a motorului), după care grosimea stratului nu mai creşte. Explicaţia fenomenului constă în faptul că în timpul alternării regimurilor de turaţie şi sarcină, din cauza variaţiei temperaturilor şi a coeficienţilor de dilatare diferiţi ai pereţilor şi calaminei, o parte din depozite crapă şi se desprind de pe piese fiind îndepărtate odata cu

84

gazele de evacuare. Acesta este, de fapt, cel mai comod mijloc de înlăturare a calaminei din motor.

În afară de curăţirea pe cale mecanică (prin înmuierea prealabilă a stratului calaminos şi apoi răzuirea lui), după demontarea chilasei este posibilă şi o decalaminare pe cale chimică. În acest scop motorul este încălzit până la temperatura de regim, după care, prin orificiile bujiilor sau injectoarelor se introduce în cilindru o cantitate de 30-50 de petrol

sau alcool tehnic. După 10-12 ore se mai toarnă de 30-50 ulei de motor şi se roteşte arborele cotit câteva rotaţii. Se montează apoi bujiile (injectoarele) şi se porneşte motorul, lăsându-l să funcţioneze o jumătate de oră până la o oră la ralanti, operaţiunea încheindu-se cu înlocuirea uleiului din carter.

Trebuie să se reţină că decalaminarea motorului nu este o operaţie lipsită de însemnătate. Prezenţa calaminei în camera de ardere provoacă accentuarea tendinţei de detonaţie a motorului şi favorizează funcţionarea acestuia în regim de autoaprindere.

Rezultatele, sunt creşterea pretenţiilor motorului în ceea ce priveşte cifra octanică a benzinei şi scurtarea duratei de serviciu prin pericolul de ardere a capului pistoanelor, blocarea ori ruperea segmenţilor şi arderea garniturii de chiulasă. Aceste efecte sunt produse ca urmare a faptului că ecranele calaminoase constituie în acelaşi timp focare suplimetare de aprindere şi surse de mărire a raportului de compresie. Din examinarea figurii 9.2 se vede că depozitele calaminoase cu grosimea de 0,4-1mm (care se formează curent după 5000-10.000 km de rulaj) măresc raportul de comprimare efectiv cu 15-25% ceea ce înseamnă o creştere a cifrei octanice necesare cu 6 la 10 unităţi.

Exploatarea motoarelor calaminate este neraţională, fiind însoţită nu numai de reducerea duratei de folosinţă, ci şi de creşterea consumul de carburanţi lubrifianţi.

Fig. 9.2

85

Stabilirea stării tehnice a mecanismului motor se face prin operaţiuni ce presupun tehnici, metodologie şi un personal avizat. Astfel pentru determinarea gradului de etanşare a cilindrilor se folosesc compresormetrele, aparatele pentru măsurarea scăpărilor de aer din cilindru, vacuumetrele pentru măsurarea depresiunii din colectorul de admisie, aparate pentru măsurarea debitului sau presiunii gazelor scăpate din carter, precum şi dispozitive pentru analiza uleiului; aprecierea mărimii jocului se efectuează cu stetoscopul, cu aparate cu aer comprimat sau cu analizoare cu vibraţii.

În condiţiile unei dotări modeste şi a unei experienţe ’’sărace’’ se poate utiliza un compresormetru care serveşte pentru măsurarea presiunii de compresie ca parametru de diagnosticare. Înainte de efectuarea testărilor, motorul se aduce la temperatura de regim după care se demontează bujiile (injectoarele), la motoarele cu aprindere prin scânteie deschizându-se complet clapeta de acceleraţie a carburatorului. Se aplică ştuţul de cauciuc al compresormetrului în orificiul organului demontat şi apoi se acţionează demarorul citindu-se pe cadranul compresormetrului presiunea de compresie a cilindrului respectiv. Operaţiunea se repetă apoi pentru toţi cilindri înscriindu-se într-un tabel datele colectate. Diferenţele de presiune între cilindri nu trebuie să fie mai mari de 1 barr la motoarele cu aprindere prin compresie. La cilindrii la care diferenţa de presiune este mai mare, trebuie să se localizeze locul pierderii etanşeităţii. În acest scop se toarnă în cilindru prin orificiul bujiei sau injectorului 25-30 ml de ulei şi se repetă măsurarea; dacă presiunea înregistrată este mai mare, pierderea compresiei se face pe lângă segmenţi; dacă valoarea presiunii măsurate nu s-a schimbat, neetanşietatea trebuie căutată la supape sau la garnitura de chiulasă.

Precizia determinărilor cu compresormetrul depinde de tipul aparatului, de temperatura motorului şi de turaţie-aceasta din urmă fiind influenţată de gradul de încărcare a bateriei de acumulatoare; de aceea de cele mai multe ori rezultatele trebuie să fie considerate ca informative.

Dacă pentru un anumit motor nu se găsesc oportun valorile limită ale presiunii de compresie ale uzinei constructoare, dar se cunoaşte raportul de compresie , în mod orientativ se poate accepta ca valoare nominală a presiunii de compresie

, (9.1)

valoarea limită de reparaţie fiind (9.2)

9.2. Exploatarea mecanismului de distribuţie

9.2.1. Starea tehnică a mecanismului de distribuţie

Ansamblul de piese care constituie mecanismul de distribuţie a gazelor este supus solicitărilor de uzură mecanică, iar dintre acestea supapele şi mai ales cele de evacuare, sunt solicitate, în plus, termic şi chimic. Ca urmare se produc abateri dimensionale şi de formă (care apar la canalele arborelui de distribuţie, tacheţi, culbutori şi cozile supapelor) jocuri mărite (la perechile ghid-tachet, culbutor supapă, ghid-supapă, lagărele arborelui cu came şi pinioanele de distribuţie), întinderea lanţului de distribuţie, detensionarea arcurilor de supapă şi defecţiuni ale mecanismului de întindere a lanţului.

86

Uzura, deformarea sau greşelile de geometrie cum sunt cele evidenţiate în figura 9.3 se cer înlăturate prin recondiţionarea ansamblului supapă-ghid-scaun, pentru că compromit etanşarea cilindrului şi majorează consumul de ulei.

Sunt situaţii când arcurile supapelor slăbesc sau se rup, ceea ce face ca la regimuri de turaţie înaltă supapele să nu mai urmărească profilul camelor, desprinzându-se de pe acestea; efectul este deteriorarea fazelor distribuţiei cu returnarea încărcăturii proaspete în galeria de admisie, eliminarea unei părţi de fluidul proaspăt în galeria de evacuare şi reducerea raportului de comprimare efectiv al motorului; consumul de carburant creşte, iar puterea motorului scade. Detalonarea arcurilor de supapă se poate produce la motoarele care au o foarte mare durată de serviciu precum şi la cele care au fost supuse mult timp unor regimuri termice excesiv de ridicate-prilejuite, de exemplu, de lipsa nesesizată la timp a lichidului din sistemul de răcire, de defectarea termostatului ori ruperea curelei de antrenare a pompei de apă.

Fig. 9.3

Unul dintre parametrii constructivi care se modifică adesea în timpul exploatării este jocul în lanţul cinematic al mecanismului de distribuţie. Modificarea acestei mărimi masurabilă, de regulă, prin distanţa dintre culbutor şi tija supapei, survine datorită slăbirii şurubului de reglare, dar mai ales uzurii pieselor mecanismului: came, tacheţi, culbutori, tijă. Există tendinţa să se creadă că, deoarece uzura acestor piese este foarte mică, efectul ei asupra jocului distribuţiei poate fi neglijat. Trebuie să se ţină seama că dependenţa dintre valoarea modificării dimensionale citate h şi variaţia unghiulară este aproximativ sinusoidală şi după cum se vede în figura 9.4, o mărire a jocului cu 0,07 mm provoacă un defazaj unghiular de peste 5 grade de rotaţie a arborelui cotit (oRAC).

87

Fig. 9.4Aceasta modifică intolerabil fazele distribuţiei reducând durata de desfăşurare a

proceselor de schimbare a încărcării, fenomenul având ca urmare scăderea puterii şi majorarea consumului specific de combustibil; în afară de aceasta, în zona culbutorilor apare un zgomot specific (bătăi), promovat de contactul prin şoc al culbutorilor cu supape.Şocul constituie nu numai o sursă de zgomot, dar accelerează şi uzura culbutorului şi tijei supapei. Pentru ca acest fenomen neplăcut să apară nu este necesară o creştere prea importantă a jocului: de pildă o creştere cu 0,35 mm a jocului (de la 0,15 la 0,5 mm) dublează viteza de contact dintre culbutor şi supapă, amplifică de zece ori uzura culbutorului şi a tijei şi de şapte ori pe cea a talerului şi scaunului supapei.

Pe de altă parte un joc prea mic sau absenţa lui influenţează consumul şi anduranţa.Când motorul este rece jocul insuficient măreşte perioada de suprapunere a distribuţiei (când ambele supape sunt deschise), ceea ce face ca o mare cantitate de amestec de carburant să fie aruncată afară pe lângă supapa de evacuare, poate însă avea loc şi un proces invers: gazele de ardere să se insinueze spre carburator provocând rateuri, explozii periculoase care pot produce incendii la bordul maşinii. După încălzirea motorului datorită dilatării lanţului cinematic de piese al distribuţiei, jocul iniţial poate dispare complet, făcând ca supapele să nu se mai închidă. Astfel funcţia de etanşare a acestora este compromisă atrăgând după sine efectele păgubitoare menţionate mai înainte.

9.2.2. Întreţinerea mecanismului de distribuţie

Întreţinerea mecanismului de distribuţie constă în reglajul jocurilor la supape şi analiza periodică a zgomotelor în distribuţie. De obicei jocul supapelor trebuie să fie controlat de şofer cu ocazia întreţinerilor tehnice numărul 1 şi numărul 2.

Revizia tehnică de gradul II presupune verificarea strângerii rampelor culbutorilor, a tijelor împingătoare, arcurile supapelor, fixarea colectoarelor de evacuare şi a bridelor tobei de eşapamen; în plus, se mai efectuează verificarea şi reglarea jocului supapelor. La revizia tehnică sezonieră se efectuează verificarea zgomotelor.

88

Pentru motorul autoturismului Dacia 1300 se recomandă ca reglajul distribuţiei să fie verificat la fiecare 1500 km rulaţi, dar nu este rău ca verificarea să se facă la întreţinerile tehnice sezoniere.

La Oltcit se recomandă ca reglajul distribuţiei să se facă după prima mie de kilometri rulaţi şi apoi după fiecare 15.000 km.

Singura reglare în cadrul întreţinerilor tehnice se referă la jocul dintre culbutori şi supape, operaţiune care se execută cu lera sau comparatorul; pentru comoditate este bine ca motorul să fie rece. La un motor cu patru cilindri, de exemplu, se aduce pistonul numărul 1 (cel de lângă volant) în punctul mort superior la finele comprimării-situaţie detectabilă prin intermediul bujiei sau injectorului. În această situaţie se reglează jocul cu lera la ambele supape ale cilindrului respectiv, aşa cum se arată în figura 9.5, adică se desface uşor contrapiuliţa şi şurubul de reglare ale culbutorului, se introduce lera de dimensiune convenabilă (vezi tabelul 9.3) între culbutor şi tija supapei şi se strânge uşor şurubul de reglare până când lera se deplasează cu frecare între cele două piese; în această situaţie se strânge contrapiuliţa, ţinând fix şurubul de reglare. În final se verifică cu lera corectitudinea montajului.

Prin rotirea arborelui motor cu 180o (cu manivela sau folosind pedalele ventilatorului), se aduc succesiv la punctul mort inferior pistoanele cilindrilor 3, 4 şi 2 (deci în ordinea de funcţionare a motorului) verificând jocurile în acelaşi mod.

Fig. 9.5

Tabelul 9.3 Valori ale jocurilor de reglare ale distribuţiei (motor rece)Motor Jocuri(mm)

Admisie EvacuareDacia 1300 0,15 0,2Oltcit 0,2 0,2D 797-05 0,2 0,35Lada 0,15 0,15Mosknici 412 0,15 0,2

Trebuie să se reţină că, în cazul în care culbutorii sau supapele sunt uzate, reglajul jocurilor cu ajutorul lerelor nu duce la rezultate satisfăcătoare. Aşa cum se poate observa în figura 9.6, ca urmare a concavizării extremităţii supapei, jocul real este mai mare decât cel măsurat cu lera şi de aceea, cu toate că aparent reglajul s-a făcut corect, bătăia specifică a distribuţiei cu joc mare nu dispare. În acest caz se impune fie recondiţionarea supapelor, pentru readucerea lor la geometria iniţială, fie reglajul cu ajutorul unui comparator. Folosirea acestui aparat dă o mult mai mare precizie şi comoditate decât lera, dar presupune existenţa

89

unui dispozitiv de fixare şi prindere, a cărui construcţie simplă, de regulă, trebuie adaptată fiecărui tip de motor în parte.

Fig. 9.69.2.3. Stabilirea şi remedierea unor defecţiuni

Stabilirea stării tehnice a mecanismul de distribuţie se face cu ajutorul parametrilor de diagnosticare care sunt, în afară de jocul dintre supape şi culbutori, fazele de distribuţie şi zgomotele emise (tabelul 9.4).

Tabelul 9.4 Defecţiunile mecanismului de distribuţie: simptome şi cauzeNr. crt.

Simptome Cauze

1. Bătăi (zgomote) sesizabile la turaţii inferioare.

1.1. Arc de suprafaţă rupt.1.2. Tijă împingătoare ruptă.

2. Bătăi la orice turaţie în zona supapelor. 2.1. Arc de suprafaţă slăbit..2.2..Joc mare în distrubuţie.

3. Motorul consumă ulei, fum albastru la evacuare.

3.1. Joc radial mare în ghidul supapelor de admisie.

4. Motorul nu trage. 4.1. Vezi pct. 1.1, 1.2, 2,2.4.2. Supape neetanşe.4.3. Supape blocate.4.4. Joc mic sau inexistent între supape şi culbutor.

5. Motorul funcţionează cu întreruperi. 5.1. Vezi pct. 4.2 şi 4.4.6. Bătăi la supape care nu dispar prin reglarea

jocului.6.1. Culbutori uzaţi.6.2. Ghiduri de supapă uzate.

7. Zgomot uniform care se accentuează la creşterea turaţiei.

7.1. Pinioane de distribuţie uzate.7.2. Lanţ de distribuţie uzat.7.3. Întinzător de lanţ defect.7.4. Uzura lagărelor axului cu came.

90

Diagnosticarea acustică prin analiza electronică a zgomotelor este un procedeu comod şi exact, dar necesită o aparatură costisitoare şi personal calificat. Ea se poate extinde şi la diagnosticarea instaţiei de alimentare a motorului diesel şi a transmisiei. Esenţa procedeului constă în analiza zgomotului pe care-l emit două piese atunci când iau contact violent una cu cealaltă.

Fiecare dintre aceste zgomote poate fi identificat după doi parametri caracteristici: faza şi frecvenţa. Faza este determinată de faptul că un zgomot se produce într-un moment bine precizat pe ciclul funcţional al motorului. De exemplu, pistonul se aplică pe cilindru violent la începutul arderii; supapele iau contact cu sediile numai după depăşirea puctelor moarte cu întârzieri unghiulare cunoscute ş.a.m.d. Prin urmare, faza permite să se localizeze zgomotul în timp.

Pe de altă parte, piesele supuse jocurilor vibrează cu frecvenţe proprii specifice dimensiunilor lor şi a materialului din care sunt construite. Deci chiar dacă două perechi de piese emit zgomote în acelaşi timp, ele pot fi individualizate după frecvenţele emise. De aceea, un complex de diagnosticare acustic are în compunerea sa, în primul rând, un selector de fază capabil să indice momentul în care se produce un zgomot oarecare în raport cu un punct de referinţă al ciclului (producerea scânteii electrice, a injecţiei, deschiderea supapei de evacuare etc), moment în care aparatul este pus în funcţiune. O a doua parte a aparatului o constituie blocul selector de frecvenţă, care nu este altceva decât un amplificator de joasă frecvenţă prevăzut cu un set de filtre. El este astfel construit, încât permite trecerea unei game foarte restrânse de frecvenţe preselectate. Gamele depind de frecvenţele preselectate. Gamele depind de frecvenţele specifice ale diferitelor zgomote; astfel lagărele emit sunete cu frecvenţe cuprinse între 300-500 Hz, supapele 800-1500 Hz etc, frecvenţa exactă depinzând de motorul respectiv. Semnalele primare sunt culese din diferite locuri ale structurii motorului cu ajutorul unor traductoare cu cuarţ.

Vibrosemnalul preluat în selectorul de fază şi în cel de frecvenţă este aplicat în amplificatorul de deflecţie verticală al unui oscilograf. Baza de timp pentru desfăşurarea diagramei poate fi chiar aceea folosită la diagnosticarea sistemului de aprindere, astfel încât ca rezultat se va obţine pe ecran o diagramă de reprezentare a vibraţiei perechii de piese cercetate. Dacă este vorba, de exemplu, de un lagăr de bielă, graficul va avea aspectul din figura 9.7, în care se vede că semnalul este perfect individualizat ca fază şi frecvenţă. Dar nu numai atât: pe diagramă se poate citi şi amplitudinea vibrosemnalului A. Această mărime depinde de violenţa contactului dintre fusul maneton şi lagărul de bielă, şoc care este cu atât mai intens, cu cât jocul dintre aceste două piese este mai mare. Aşadar, amplificarea vibrosemnalului constituie factorul de diagnosticare ce permite aprecierea exactă a uzurii ansamblului.

În ceea ce priveşte diagnosticarea sistemului de distribuţie, de o manieră foarte comodă şi rapidă se pot stabili modificarea jocului supapelor faţă de culbutori, modificarea jocului tijei supapei în ghid şi micşorarea rigidităţii arcului.

91

Fig. 9.7

În figura 9.8, a se prezintă vibrograma unei supape de evacuare care funcţionează corect. Se observă că imediat după depăşirea punctului mort exterior (PME), la circa 12 grade de rotaţie a arborelui cotit, supapa ia contact violent cu sediul. Şocul produs face ca supapa să reculeze şi abia după 18 grade, adică aproximativ la 30 de grade după punctul mort, să se producă revenirea cu închiderea definitivă a supapei, noul şoc de contact provocând vibraţii de frecvenţă caracteristică. Un joc prea mare la lanţul cinematic al distribuţiei conduce, după cum este normal şi se vede în figura 9.8, b, la micşorarea fazei şi la amplitudini mai mari, după cum un joc prea mic măreşte faza, dar reduce amplitudinea. În funcţie de mărimea amplitudinilor se poate aprecia jocul; astfel, în cazul figurii 9.8, b, jocul a fost cu 0,5mm mai mare decât cel normal, iar jocul din figura 9.8, c a fost redus cu 0,15mm faţă de valoarea nominală. Vibrograma din figura 9.8, d reprezintă situaţia caracteristică unui joc mărit între tija supapei şi ghidul acesteia; uzura mare face ca supapa să nu ia contact normal cu sediul, ci să calce lateral pe aceasta, producându-se vibraţii neuniforme, îndelung întreţinute şi de amplitudini diminuate.

Slăbirea arcului de supapă conduce la înregistrarea unei vibrograme asemănătoare cele din figura 9.8, e, în care se vede că arcul, neputând menţine supapa închisă, permite o nouă deschidere oscilatorie a ei, la circa 40 de grade după depăşirea punctului mort, cu o amplitudine apropiată de aceea a jocului primului contact.

Unul dinte cele mai recente procedee de diagnosticare rapidă a distribuţiei se bazează pe înregistrarea osciloscopică a vibraţiei de presiune în galeriile de distribuţie. După cum se ştie, unele din motoarele ce se produc în S.U.A (şi mai ales cele destinate armatei) au senzori de diagnosticare încorporaţi; printre aceştia se găsesc şi traductori piezoelectrici plasaţi în galeriile de distribuţie; semnalele oferite de aceştia la un regim stabil al motorului sunt înregistrate pe ecranul unui tester sau pe o hârtie milimetrică sub forma unei diagrame ca aceea prezentată în figura 9.8, f, pentru galeria de admisie; cu ajutorul ei se pot determina gradul de etanşare al supapei respective, jocul şi fazele distribuţiei. Gradul de etanşare se apreciază după amplitudinea variaţiei de presiune ; dacă supapa nu închide etanş atunci

92

gazele din cilindru se insinuiază în galeria de admisie în timpul ciclului determinând creşterea locală a presiunii; aşadar, dacă valoarea este mai mare decât cea indicată de

constructor, supapa de admisie respectivă nu este etanşă. Durata impulsului , exprimă mărirea jocului dintre supape şi culbutor; când jocul este mare, durata totală a procesului de admisie se reduce şi invers, corelaţie care permite să se aprecieze în funcţie de valoarea nominală a parametrului mărimea reală a jocului. În sfârşit, defajazul unghiului constituie parametrul de diagnosticare pentru fazele distribuţiei; la aprecierea sa corectă trebuie să se ţină seama că şi jocul supapelor poate influenţa această mărime, aducându-se corecţiile necesare în acest scop.

Fig. 9.8

93

Fig. 9.8

9.3. Exploatarea instalaţiei de ungere

9.3.1. Uleiuri pentru motoare

Uleiurile folosite în motoarele cu ardere internă au un rol mult mai important decât s-ar părea la prima vedere.

Principala lor sarcină este aceea de a reduce uzura detaliilor motorului prin creearea unui film rezistent de lubrifiant între suprafeţele pieselor aflate în mişcare relativă. Dar, pe lângă aceasta, uleiul conservă sau mai degrabă desăvârşeşte etanşarea grupului piston-

94

cilindru, răceşte zonele lubrifiate, asigură evacuarea din zona de lucru a particulelor abrazive produse prin frecare şi fereşte de coroziune piesele cu care vine în contact.

Calităţile unui ulei sunt exprimate de vâscozitatea cinematică, indicele de vâscozitate, punctul de congelare, conţinutul de cenuşă, aciditatea organică şi alcalină, conţinutul de particule mecanice şi apă.

Vâscozitatea cinematică reprezintă capacitatea uleiului de a asigura frecarea lichidă prin formarea unei pelicule trainice între suprafeţele aflate în mişcare. Valorile acestui parametru trebuie să se încadreze între anumite limite optime; o vâscozitate prea mare măreşte consumul de carburant, intensifică uzarea, într-o oarecare măsură şi îngreunează pornirea la rece; o valoare a acestei mărimi, inferioară limitei minime, deteriorează procesul normal de lubrifiere, accelerând mult procesul de frecare şi pătrunderea uleiului în camera de ardere.

Indicele de vâscozitate caracterizează stabilitatea termică a vâscozităţii uleiului.Punctul de congelare constituie limita de curgere a uleiului la temperaturi coborâte şi

prezintă importanţă mai ales pentru pornirea motoarelor în anotimpurile reci.Conţinutul de cenuşă permite să se aprecieze cantitatea de substanţe necombustibile

din masa uleiului, luând în considere şi aportul aditivilor; acest parametru exprimă totodată tendinţa uleiurilor de formare a unor depozite .

Corozivitatea arată gradul de agresivitate chimnică a uleiurilor care conţin acizi organici sau alcalini.

9.3.2. Stabilirea stării tehnice a sistemului de ungere

Sistemul de ungere îşi modifică starea tehnică în funcţie de comportamentul şi starea organelor componente: pompa de ulei, supapa de reglare a presiunii, filtrele şi radiatorul de ulei. Totodată starea traseului de ventilaţie a carterului şi caracteristicile uleiului contribuie şi ele la definirea unei anumite aprecieri a stării tehnice a acestui sistem.

În procesul de exploatare pompa de ulei suferă procese de uzură sau rupere a pistoanelor, de îmbâcsire a sitei sorbului sau de blocare a acestuia (la motoarele cu sorb rabatabil), supapa ei se poate gripa, uza, iar arcul îşi poate pierde elasticitatea; toate acestea fac ca presiunea maximă şi debitul pompei să se reducă. Filtrele de ulei au rolul de a reţine impurităţile formate în masa uleiurilor sau introduse din exterior. O bună filtrare asigură o uzură minimă şi sporirea duratei de schimbare a uleiului.

În timpul funcţionării motorului filtrele cu elemente de filtrare prin contact (pâslă, hârtie, carton, sită) se îmbâcsesc reducându-şi capacitatea de trecere, iar cele centrifugale suferă un proces de colmatare a pistonelor, în urma căruia turaţia motorului şi gradul de filtrare, se reduc foarte mult. În tot timpul folosirii sale, un cartuş filtrant nu trebuie să reţină un volum de particule mai mare de 50 . Starea tehnică a filtrelor de ulei mai poate fi afectată şi de pierderea etanşeităţii şi de proasta funcţionare a supapei de trecere-la filtrele în a căror construcţie intră un astfel de reper.

Starea tehnică a radiatorului de ulei se poate modifica în urma pierderii etanşeităţii sau murdăririi interioare ori exterioare.

Consumul de ulei se datorează pierderii produse de proasta etanşare a garniturilor (simeringuri, baie, carterul distribuţiei etc) sau din cauza mecanismului de distribuţiei (joc excesiv al tijei supapei de admisie în ghid) sau a mecanismului motor (grup piston-cilindru uzat).

Este posibil şi o situaţie de natură cu totul diferită: în timpul exploatării, nivelul de ulei din baie în loc să scadă, creşte. Cauza este pătrunderea apei sau a combustibililor în baia de ulei (bujii sau injectoare defecte, pompa de benzină defectă, încercări repetate şi

95

infructuoase de a porni motorul). Natura adaosurilor este uşor de stabilit: prezenţa unei spume de culoare maro deschis pe joja de ulei indică existenţa apei în ulei.

9.3.3. Întreţinerea sistemului de ungere

Întreţinerea sistemului de ungere, se reduce, de fapt, la verificarea şi eventual, completarea nivelului uleiului din baie, înlocuirea uleiului după expirarea termenului de utilizare sau la începutul unui sezon de exploatare, verificarea etanşeităţii (scurgerilor de ulei), curăţirea şi spălarea traseului de ventilaţie a carterului.

La controlul şi îngrijirea zilnică, se fac următoarele lucruri: verificarea plinului de ulei, verificarea stării buşonului rezervorului de ulei, a etanşeităţii sistemului de ungere, a funcţionării şi indicaţiilor manometrelor de ulei; după o staţionare mai mare de zece zile se amorsează ungerea turbo-suflantei.

La revizia tehnică de gradul I, se verifică starea, fixarea şi etanşeitatea elementelor sistemului de ungere (filtrul de ulei, filtrul de ventilaţie a carterului, conductele); din două în două revizii tehnice de gradul I se înlocuieşte uleiul din baie, când acesta este cald (dacă nu se foloseşte ulei ’’Super’’, înainte de alimentare cu ulei proaspăt se spală sistemul de ungere); se înlocuieşte elementul de filtrare la periodicităţile stabilite de uzina constructoare.

La revizia tehnică de gradul II, în afară de cele arătate mai sus, se verifică fixarea băii de ulei, se sufla cu aer filtrul de ventilaţie a carterului şi se verifică presiunea uleiului din rampa de ungere a motorului. La întreţinerea tehnică sezonieră, se trece la utilizarea uleiului de calitatea corespunzătoare sezonului care urmează. Astfel, la autoturismul DACIA 1300 se execută zilnic verificarea nivelului uleiului şi completarea lui şi se controlează funcţionarea manometrului de ulei (această operaţiune se face observând dacă becul de control de la bord se stinge la atingerea turaţiei la ralanti). Uleiul se înlocuieşte la 500, 2000, 5000 şi apoi după fiecare 5000 km de rulaj, iar cartuşul filtrant se schimbă la 500, 5000 şi apoi la 15000 km.

La autoturismele OLTCIT înlocuirea uleiului din motor şi a filtrului după prima mie de kilometri (la terminarea rodajului) şi apoi la fiecare 7500 km rulaţi; la intervale de 15000 km se înlocuieşte elementul filtrant.

9.4. Exploatarea instalaţiei de răcire

În mod nejustificat instalaţiei de răcire nu i se mai acordă atenţie decât atunci când motorul se încălzeşte, fără a se ţine seama că starea sa tehnică influenţează într-o măsură nebănuit de mare performanţele motorului şi intesificarea uzurii.

În graficul din figura 9.9, a, ridicat experimental, este înregistrată creşterea consumului de combustibil în funcţie de temperatura lichidului de răcire la diferite viteze de rulaj. Se observă că abaterile de la regimul termic normal conduce la importante creşteri de consum.

Tot astfel, graficul alăturat (fig. 9.9, b) arată că şi uzura motorului exprimată în număr de kilometri echivalenţi unei uzuri date, este afectată în acelaşi mod. Din cele două figuri rezultă că domeniul optim de exploatare a motorului la care se obţin performanţe superioare şi uzura minimă este cuprins între .

96

a b Fig. 9.9

97