Upload
tavya
View
261
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
1/33
1
C A P I T O L U L 1
Materiale, organe de masini si mecanisme
folosite la tractoare,instalaiii masini agricole
1.1. NOTIUNI INTRODUCTIVEEnergetica este o tiin tehnic care se ocup cu exploatarea surselor de
energie, transformarea i utilizarea energiei.Energia reprezint capacitatea unui sistem material de a produce un lucru
mecanic sau echivalentul acestuia.
Energia poate fi: termic; electric; chimic; mecanic; hidraulic; nuclear,etc.
In natur au loc transformri permanente si reciproce ale diferitelor forme
de energie, transformri ce duc la micorarea sau dispariia unor forme de
energie cu creterea corespunztoare a altor forme de energie (avn la bazprincipiul conservrii energiei).
Principalele ramuri ale energeticii sunt: termoenergetica; hidroenergetica;
electroenergetica; energia eoliana; energia solara; energia nuclear.
Acest clasificare are la baz sursele energetice care pot fi: crbunii, gazelenaturale i hidrocarburile rezultate din distilarea ieiului; apa; vntul; soarele;
fisiunea nuclear, etc.
In sectorul de producie agricola vegetali animal precum i n proceselede produce din industria alimentar se impune mecanizarea i automatizarea
fluxurilor tehnologice, lucru determinat de utilizarea tipurilor de energie mai
sus mentionate.
1.2. Materiale utilizate n construcia tractoarelor, instalaiilor imainilor agricole
In construcia tractoarelor, mainilor agricole, horticole precum i a
utilajelor din industra alimentar se folosesc o serie de materiale ca:- metale feroase (fonta, otel);- metale neferoase (Cu, Al, Zn, Pb, St) i aliajele lor (bronzuri, alame);- alte materiale: lemnul, cauciucul, materiale plastice, textile, etc.
1.2.1 Metalele feroase
Fierul este cel mai rspndit metal n natura (4,7%). Liber se gsete nmeteorii si extrem de puin printre roci. In scoara terestr fierul se gsete sub
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
2/33
2
form de compui, n diferite minereuri. Minereul ce reprezint un amestecmecanic de compui de Fe cu roc de natur calcaroas sau silicioas, se
numete gang. Dac minereul conine peste 50% fier avem de-aface cu unamestec bogat, iar dac are mai puin de 30% fier avem de-aface cu un amestec
srac. Fierul pur este un element chimic i nealiat cu alte elemente nu poate fiutilizat n scopuri industriale deoarece are o rezisten mecanic redus. Are
culoarea alb strlucitori n contact cu aerul se oxideaz rapid. In general sunt
utilizate aliajele fierului cu carbonul acestea fiind fonta i oelul.
1.2.1.1.Fonta - conine pe lng fieri carbon mici cantiti de S, P, Si, Cr,
Ni, W, P, aceste elemente fluidizeaz fonta, realiznd proprieti foarte bune
pentru turnare.Se numete font acel aliaj de fieri carbon care conine carbon n proporie
de 1,7-6,6% . In general n industrie sunt utilizate fonte cu un coninut de 1,7-
4,5% C.Fontele se mpart n doua mari categorii: ordinare; speciale.
Fontele ordinare se impart n fonte : cenusii; albe; mixte sau pestrie.
Fonta cenuie se obine prin rcirea lent a fontei topite utilizndu-se celmai mult n turntorii. Se numete cenuie deoarece n sprtur proaspt are
culoare cenuie. Aceast font are propieti de turnare foarte bune, turnndu-se
uor.Fonta alb se obine prin rcirea rapid a fontei topite, n sprtur are
coloare alb-stralucitor, este foarte duri casant prelucrndu-se foarte greu cuscule achietoare.
Fonta pestri este un amestec de font cenuie i font alb. Are aspectul
fontei albe impestriat cu pete negre de grafit.Fonte speciale sau aliate se obin prin adugarea unor elemente precum: Si,
Cr, Ni, W, lucru ce confer fontei noi proprieti.Aceste fonte sunt utilizate la fabricarea oelului.
Fabricarea fontei din minereu se face ntr-un cuptor nalt numit furnal.Furnalul are forma a dou trunchiuri de con suprapuse , unite ntre ele la baz.
Combustibilul utilizat este cocsul metalurgic, iar ca fondant este utilizat piatra
de var. Aerul necesar arderii se introduce n furnal dup ce a fost nclzit n
prealabil. Acest lucru conduce la mrirea randamentului furnalului i scurtareaduratei de elaborare a fontei.
Procesul din furnal: Minereu de Fe + cocs + aer + fondant = font + zgur+ gaze
1.2.1.2.Oelul - este un aliaj de Fe + C cu un coninut de C de 0,04-1,7%.
acesta se poate turna, forja sau prelucra prin achiere.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
3/33
3
Oelurile se clasific n: oeluri nealiate; oeluri aliate, avnd ca elementede aliere Mn, Ni, Cr, W, etc.
Oelurile nealiate sunt : - de construcie cu coninut de carbon pn la 0,6%i de scule cu coninut de carbon peste 0,6 % .
Oelurile aliate (speciale) sunt cele mai utilizate n industria alimentardeoarece prezint o serie de proprieti cum sunt:
- lipsa interaciunii ntre materia primi utilaj;- au o mare rezisten la rupere;- oelul cu mai mult de 5% Ni este oel inoxidabil.
Fabricarea oelului:se cunosc mai multe procedee de elaborare a oelului i
anume:Bessemer; Thomas; Martin; cuptoare electrice pentru oeluri aliate.
Pentru mbuntirea proprietilor mecanice, oelurile sunt supuse unortratamente termice.
Tratamentul termic este o succesiune de operaii constnd n nclziri i
rciri la diferite duratede timp i temperaturi. Prin aplicarea acestor tratamenteoelurile i mbuntesc proprietile de rezisten la rupere i uzur.
Cele mai utilizate tratamente sunt: recoacerea; clirea; revenirea;
cementarea; maleabilizarea;Recoacerea este tratamentul termic care const ntr-o ncalzire a oelului
pn la o anumit temperatur, meninerea la aceast temperatur, urmat de o
racire lent. In urma acestui tratament se reduc tensiunile interne, duritateamaterialului, realizndu-se o uniformizare a structurii.
Clirea se face printr-o nclzire lent la o temperatur cu 200 C0 mai maredect temperatura de transformare i apoi se rcete brusc. Clirea imprim
oelului duritate, rezisten la uzura prin frecare si rezisten la rupere.
Se numete temperatur de transformare temperatura la care n oel au locschimbri n constituia lui.
Piesele clite utilizate la mainile agricole au o duritate de 400-600 unitiBrinel.
Oelul clit se folosete la fabricarea brzdarelor de plug, a cormanelor saua cuitelor de la cultivatoare, precum i la o serie de axe, roi dinate, transmisii
din utilajele de industrie alimentar.
Revenirea se efectueaz dup clire, deoarece o piesa clit este dur dari
fragil n acelai timp, revenirea avnd ca scop atenuarea acestor dou caliti.Revenirea const n nclzirea piesei sub temperatura de transformare 200-
500C0 i o rcire lent. Operaiile de clire i revenire astfel cuplate poart
numele de imbuntire.
Cementarea este un tratament termochimic ce se aplic oelurilor n vedereamodificrii compoziiei stratului superficial de la suprafaa pieselor prin difuzie
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
4/33
4
la temperatura nalt a unor elemente chimice rezultnd: carburare ; cianurare;nitrare.
Suprafaa cementat capat o duritate mare iar miezul piesei ramne moale.
1.2.2. Metalele neferoase si aliajele lor1.2.2.1.Metale neferoase - se clasific n:
- metale grele - cum sunt: Cu, Ni i aliajele lor ce se topesc la peste 1000 C0dari St, Zn, Pb i aliajele lor ce se topesc sub 1000 C
0;
- metale usoare ca: Al, Mn i aliajlele lor;- metale nobile cum sunt: Pl, Ir, Au, Ag.
Cuprul [Cu] sau arama este cel mai utilizat material pentru realizarea
conductelor de legtur, conductori electrici, etc. Este un metal foarte maleabilsi ductil (la rece i la cald), este un foarte bun conductor de cldur ielectricitate, topindu-se la 1083 C
0.
Aluminiu [Al] este metalul cel mai rspndit pe scoara terestr. Se extragedin bauxit, fiind bun conductor de cldur i electricitate.
Staniu [St] sau cositorl este foarte maleabil, se trage n foi foarte subiri
numite foi de staniol. Este rezistent la agenii atmosferici fiind utilizat caprotector pentru alte materiale. In aliaj cu Pb este utilizat la lipit, iar n aliaj cu
Cu si antimoniu se foloseste la compoziia lagrelor.
Plumb [Pb] se utilizeaz la fabricarea placilor de acumulatori, a evilor deap, este foarte maleabil topindu-se la 327 C
0.
Zinc [Zn] se folosete la fabricarea aliajelori la acoperirea oelurilor pentrua-l feri de oxidare.
1.2.2.2 Aliajele metalelor neferoase sunt n general:
aliajele de Cu bronzuri i arame. Bronzurile sunt aliaje ale Cu cu St iararamele aliaje ale Cu cu Zn.
aliajele de Al duraluminiul format din 23% Al, 55% Cu, 0,25-1% Mn,0,5% Mg acesta putndu-se prelucra si suda, i siliuminiu aliaj de Si + Al
utilizat la constructia pistoanelor de la motoarele termice, pompe de apa etc.
1.2.3.Alte materiale
- lemnul sunt utilizate esne ca: rinoasele, stejar, fag, frasin, mesteacan.Piesele supuse la sarcini statice sunt realizate din elemente de lemn deesen moale (rinoase), iar piesele supuse la sarcini dinamice din elemente
de lemn de esen tare.- cauciucul este o hidrocarbur folosit la realizarea anvelopelor, putnd fi
utilizat i ca mijloc de absorbie a unor fore n cadrul unor buci.- masele plastice:ambalaje, polietilena, policlorura de vinil.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
5/33
5
- lubrefianti: materiale lichide si semilichide utilizate la ungerea suprafetelorde frecare. Se pot utiliza la acoperirea suprafetelor metalice pentru evitarea
oxidarii acestora in contact cu agentii atmosferici. Cel mai raspanditlubrefiant este uleiul utilizat la ungerea elementelor in miscare la motoarele
cu combustie interna.
MOTOARE TERMICE
Motorul este o masina de forta care transforma o forma oarecare de
energie (termica, electrica, solara) in energie mecanica.
Motorul care transforma energia termica degajata, prin arderea unui
combustibil, in energie mecanica se numeste motor termic.Motorul, in care procesul de ardere al combustibilului si transformarea
energiei termice in energie mecanica are loc in interiorul motorului, se numeste
motor cu ardere interna.
Clasificarea motoarelor cu ardere interna:
A. Dupa modul de aprindere:- motor cu aprindere prin scanteie (MAS) care realizeaza aprinderea
amestecului carburant in cilindru prin declansarea unei scantei energicedupa ce amestecul carburant a fost comprimat la volumul camerei de ardere.
MAS-urile pot fi cu formarea amestecului carburant in exteriorul cilindrului(motoare cu carburator), cat si in interiorul cilindrului (motoare cu injectie);
- motoare cu aprindere prin compresie (MAC), cunoscute si cu denumirea demotoare diesel care realizeaza aprinderea amestecului carburant prinautoaprindere datorita incalzirii acestuia ca urmare a comprimarii la
presiuni inalte.
B. Dupa starea de agregare a combustibilului in sisteme de formare aamestecului:
- motoare cu combustibil gazos;- motoare cu combustibil lichid (usor sau greu);- motoare cu combustibil solid (solid pulvrulent);- motoare cu 2 sau mai multi combustibili (1 in stare lichida sau gazoasa).
C. Dupa modul de dispunere a cilindrilor:- motoare verticale cilindrii sunt dispusi deasupra axei de rotatie a arborelui
cotit, la majoritatea motoarelor;
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
6/33
6
- motoare otizontale cilindrii sunt dispusi in acelasi plan de rotatie aarborelui cotit;
- motoare in linie axele cilindrilor sunt paralele si in acelasi plan;- motoare in doua linii paralele axele cilindrilor sunt situate in 2 plane
paralele;- motoare in V si axele cilindrilor situate in 2 plane care formeaza intre ele un
unghi mai mic de de 180 de grade;
- motoare cu cilindrii opusi (baza) axele cilindrilor sunt situate in 2 plane ceformeaza un unghi de 180 de grade;
- motoare cu cilindrii in stea, H, X, W.D. Dupa numarul de cilindrii:
- monocilindrici;- 2, 3, 4 10, 12.
Caracteristicile principale ale motoarelor cu ardere interna
Principalele caracteristici ale unui motor cu ardere interna sunt:- alezajul (D) diametrul interior al cilindrului motorului;- punctul mort interior (P.M.I.) pozitia externa a pistonului corespunzator
distantei maxime fata de axa geometrica a arborelui cotit;- punctul mort exterior (P.M.E.) pozitia extrema a pistonului corespunzator
distantei minime fata de axa geometrica a arborelui cotit;- cilindreea (volumul util Va) volumul general de piston atunci cand se
deplaseaza de la P.M.I. la P.M.E. Se masoara in cm cubi sau litri;
- cilindreea totala (capacitatea cilindrica) suma tuturor cilindrilor ceechipeaza motorul;
- volumul camerei de ardere (Vc) spatiul inchis din interiorul cilindruluicorespunzator pozitiei pistonului la P.M.I.;
- raportul de compresie ( ) raportul dintre volumul total al cilindrului motor(cilindreea + volumul de ardere) si volumul camerei de ardere. Raportul de
compresie arata de cate ori se reduce prin comprimare volumul amestecului
carburant atunci cand pistonul se deplaseaza de la P.M.E. la P.M.I. Valoarea
raportului variaza intre 1/6 - 1/10 pentru MAS si 1/14 1/22 pentru MAC;- cursa pistonului (S) distanta parcursa de piston de la P.M.I. la P.M.E.
masurata pe axa cilindrului motor;- puterea motorului lucrul mecanic produs in unitatea de timp. Lucrul
mecanic se produce prin deplasarea pistonului dat presiunii rezultate inurma arderii amestecului carburant in timpul cursei active; puterea se
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
7/33
7
masoara in cai putere CP specifica oricarui motor este puterea determinatala o anumita turatie;
- consumul specific de combustibil cantitatea de combustibil masurata ingrame consumata pentru producerea unui cal putere intr-o ora de
functionare a motorului. Este factorul ce caracterizeaza economicitateamotorului.
Procesele functionale ale motorului cu ardere interna
Procesele functionarii care au loc in motorul cu ardere interna sunt in
ordinea lor normala de succesiune:
- admisia;- comprimarea;- arderea destinderea;- evacuarea.
Schimbarea gazelor este procesul de evacuare a gazelor reziduale si de
admisie a incarcarii proaspete, lucru ce permite reluarea periodica a ciclului
motorului in scopul asigurarii functionarii continue a motorului.Se face o inlocuire ritmica a fluidului motorului din cilindrii respectiv
galeria cilindrilor de produsele arse, destinse ce au transmis lucrul mecanic si
umplerea cilindrilor cu incarcatura proaspata necesara realizarii ciclului motor urmator.
Compresia procesul de comprimare a incarcaturii proaspete introdusein cilindru si crearea conditiilor de presiune si temperatura optime aprinderii si
arderii amestecului carburant.
Comprimarea amestecului carburant incepe in momentul inchideriiorganismului de distributie (supape la motor in 4 timpi) sau lumini (ferestre de
baleaj la motoare in 2 timpi) sfarsitul comprimarii fiind considerat in modconventional in momentul producerii scanteii la MAS sau injectiei la MAC.
Arderea amestecului carburant reprezinta procesul de baza al ciclului defunctionare al motorului deoarece in urma arderii amestecului carburant se
produce lucrul mecanic.
La MAS arderea este declansata prin aprinderea unei scantei la
momentul optim iar la MAC arderea este declansata inainte de sfarsitul injectieiprin autoaprindere.
Destinderea (detenta) la MAS se considera conventional ca incepe inmomentul in care presiunea in cilindrii atinge valoarea maxima iar la MAC in
momentul sfarsirii injectiei. Sfarsitul detentei este determinat de deschidereaorganelor de evacuare.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
8/33
8
Functionarea motorului cu aprindere prin scanteie
In interiorul cilindrului motor cu aprindere prin scanteie au loc o seriede fenomene termo-chimice ce conduc la transformarea energiei termice a
amestecului carburant in energie mecanica (lucru mecanic).Energia mecanica se obtine in urma realizarii ciclului motor astfel:
- amestecul carburant realizat in afara motorului (in carburator si in galeria deadmisie) este aspirat in cilindrii, comprimat si aprins cu ajutorul uneiscantei electrice produsa de o bujie. In timpul arderii se produce o crestere
rapida a presiunii si temperaturii iar gazele sub presiune apasa asupra
pistonului facand ca acesta sa se deplaseze in lungul cilindrului si sa
antreneze prin intermediul mecanismului biela-manivela arborele cotit.Ciclul motor reprezinta totalitatea proceselor care se repeta periodic si
intr-o anumita ordine in fiecare cilindru al motorului. O parte din timp in care
se produce ciclul motor si care corespunde unei curse a pistonului se numestetimp. In functie de numarul de timpi avem:
- motoare in patru timpi ciclul motor se realizeaza pe perioada a 4 curse apistonului;
- motoare in doi timpi ciclul motor se efectueaza pe perioada a 2 curse apistonului.
Functionarea motorului cu aprindere prin scanteie in 4 timpi
La acest tip de motor ciclul motor se desfasoara pe parcursul a 4 curse a
pistonului ceea ce corespunde a 2 rotatii ale arborelui cotit. Cei 4 timpi sunt:
- admisia;- compresia;- arderea si destinderea;- evacuarea.
Admisia amestecului carburant intr-un cilindru este datorata presiunilorce se realizeaza prin deplasarea pistonului de la P.M.I la P.M.E. Pentru ca
admisia sa se faca mai usor supapa de admisie incepe sa se deschida chiar spre
sfarsitul cursei de evacuare a ciclului anterior imbunatatindu-se astfel si
evacuarea prin impingerea gazelor arse de catre amestecul carburant proaspat.La ajungerea pistonului in P.M.I. supapa de admisie este complet deschisa.
Inchiderea supapei se face cu intarziere dupa ce pistonul a trecut de P.M.E. permitand astfel gazelor ce intra cu o anumita energie in cilindru sa se
deplaseze in interiorul acestuia asigurandu-se astfel o umplere cat maicompleta.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
9/33
9
Compresia se face prin deplasarea pistonului de la P.M.E. la P.M.I.realizandu-se micsorarea volumului de amestec carburant, omogenizarea si
cresterea temperaturii acestuia. Toti acesti factori conduc la imbunatatireainflamabilitatii amestecului in vederea realizarii unei arderi cat mai complexe.
Arderea si destinderea - la sfarsitul comptresiei cand pistonul ajungeaproape de P.M.I. intre electrozii bujiei se produce o scanteie electrica ce
aprinde amestecul carburant. Datorita arderii acestuia are loc o crestere brusca
de temperatura 1800-2000 grade C in acelasi timp cu cresterea presiunii 30-40DN/cm. Aprinderea amestecului carburant trebuie sa se termine inainte ca
pistonul sa ajunga in P.M.I. pentru a se evita prelungirea arderii in timpul cursei
pistonului de la P.M.I. la P.M.E.
Avansul de aprindere este definit ca distanta dintre pozitia pistonuluicorespunzator momentului cand se produce scanteia electrica si pozitia candpistonul este la P.M.I. (se masoara in mm sau g).
Dupa atingerea punctului de presiune maxima se produce destindereagazelor; acestea exercita presiuni asupra pistonului realizandu-se astfel cursa
utila.
Evacuarea la terminarea cursei utile a pistonului acesta ajunge inP.M.E. realizandu-se miscarea spre P.M.I. perioada in care se deschide supapa
de evacuare si gazele sunt impinse in exterior.
DIAGRAMA DE FUNCTIONARE A MOTORULUIIN PATRU TIMPI
Transformarea care are loc in MAS este o transformare izocor i seface la V=ct (constant) V=volumul gazelor.
FIG. 1 Diagrama ciclului teoretic defuncionare a MAS n 4 timpi1 2 admisia amestecului carburant;
2 3 comprimarea (adiabatic);
3 4 arderea (la volum constant);
4 5 detenta (adiabatic);5 6 1 evacuarea gazelor arse;
Pa presiunea atmosferic;Q1 Q2 cldura primiti respectiv cedat
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
10/33
10
Pistonul executa cursa S in punctul 1-0 (este punctul mort) 1
=PRINCIPIUL OTTO, dupa numele
inventatorului.
1 carter
2 piston
3 mecanism biela-manivela transforma miscarea de translatie a pistonului inmiscare de rotatie a arborelui cotit
4 supapa de admisie5 supapa de evacuare
6 chiulasa7 arbore cotit (vilbrochen)
8 bujie
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
11/33
11
Functia motorului cu aprindere prin scanteie in doi timpi
La acest tip de motor ciclul se deruleaza pe durata a doua curse ale
pistonului. Acestor doua curse le corespunde o singura rotatie a arborelui cotit.Spre deosebire de MAS in patru timpi cele doua faze de functionare sunt
cuplate in cazul motorului in doi timpi astfel:
- admisia + compresia timpul 1;- arderea, destinderea + evacuarea gazelor timpul 2.
Acest tip de motor nu este prevazut cu supape, admisia si evacuarea
efectuandu-se prin:
- lumini de baleaj (admisia);- lumini de evacuare (evacuarea).
Aceste lumini sunt dispuse in cilindru motorului, rolul supapei fiind
reluat de piston care inchide si deschide luminile de baleaj si de evacuare.
Functia motorului cu aprindere prin compresie
La acest tip de motor amestecul carburant se realizeaza in interiorul
cilindrului prin pulverizarea fina a combustibilului (injectare) in aerul
comprimat din cilindru.La fel ca la MAS ciclul motor se realizeaza pe durata a patru curse a
pistonului corespunzator a doua rotatii a arborelui cotit.Admisia are loc datorita depresiunii din cilindru realizata de piston,
supapa de admisie fiind deschisa si cea de evacuare inchisa.
Compresia se realizeaza prin comprimarea aerului de piston dupainchiderea supapei de admisie. In urma comprimarii temperatura aerului din
cilindru ajunge la 500-700 grade C, temperatura suficienta pentru realizareaautoaprinderii combustibilului pulverizat.
Arderea si destinderea la sfarsitul compresiei combustibilul esteintrodus sub presiune prin intermediul unui injector in cilindru, injector ce
realizeaza o pulverizare fina a combustibilului in scopul umplerii cat mai bine a
camerei de ardere si cu cat particulele sunt mai fine autoaprinderea este mai
buna.La contactul particolelor de combustibil cu aerul comprimat la
temperaturi ridicate amestecul carburant se aprinde. In urma arderii presiunea incilindru creste brusc si gazele rezultate in urma arderii apasa in urma pistonului,
aceasta executand cursa utila.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
12/33
12
Inceputul injectiei combustibilului se face inainte ca pistonul sa ajungain PMI spre sfarsitul cursei de comprimare, astfel incat arderea sa inceapa deja
cand pistonul a ajuns in PMI.Avansul la injectie este unghiul parcurs de arborele cotit din momentul
inceperii injectiei pana cand pistonul ajunge in PMI.Transformarile ce au loc in motorul cu ardere prin compresie se
realizeaza la presiune constanta (transformare izobara) sau la presiune si volum
constant (transformare mixta).
Tansformare izobara
8 - injector
0-1 admisie numai de aer1-2 comprimare
2-3 i+a=injectie+ardere
3-4 detenta
4-1 inchide ciclul de evacuare
Principiul mixt
0-1 admisie
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
13/33
13
1-2 compresie2-2-injectie la volum
constant2-3 - ardere la presiune constanta
3-4 detenta4-1 - evacuare
Diagramele de functionare prezentate sunt teoretice. Diagrama cicluluireal de functionare se deosebeste de diagrama teoretica prin aceea ca supapele
de admisie si evacuare se deschid cu avans si se inchid cu intarziere (in general
de la unghiul 20 80 grade) fata de punctele moarte in scopul realizarii unuimers cat mai echilibrat al motorului.
Constructia motoarelor cu ardere interna
Blocul motor constituie corpul principal pe care se monteaza atat ininteriorul cat si in exterior toate celelalte organe ale motorului. Este constituit in
general din doua parti:
a) blocul cilindrilor, situat in partea superiuara, uneste cilindrul motorului intr-un ansamblu. Fiecare cilindru constituie o camera in care se desfasoara
ciclul motor, blocul cilindrilor avand si rolul de ghidare al cilindrilor.Suprafata interioara a cilindrilor(oglinda cilndrilor) prezinta un grad inalt de
prelucrare pentru reducerea la minim a frecarii produsa de piston sisegmenti.
Dupa modul de montare a cilindrilor in blocul motor avem:
- cilindrii nedemontabili fac corp comun cu blocul motor (lada);- cilindrii demontabili (amobili) denumiti si camasi montati in bloc ca piese
separate in locasuri anume practicate. Utilitatea cilindrilor demontabili este
mai avantajoasa deoarece nu este necesar ca intreg blocul motor sa fierealizat din materiale cu caracteristici superioare, tehnologia motoarelor se
simplifica iar durata de utilizare a blocului motor se mareste.Camasile de cilindru pot fi:
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
14/33
14
- umede atunci cand partea exterioara vine in contact direct cu lichidul deracire;
- uscate atunci cand racirea se face indirect, camasa fiind in contact cuperetii blocului motor pe toata suprafata.
In cazul racirii cu aer acestia sunt prevazuti cu aripioare in vedereacresterii suprafetei de contact cu aerul de racire.
Blocul motor preia eforturile de explozie si fortele masice ale
ambreajului constituind scheletul pentru tot ansamblul motor. Este o constructiefoarte rigida, rigiditatea asigurata printr-o nervurare judicioasa.
La motoarele de tractoare si in exclusivitate la motoarele diesel blocul
motor este construit din fonta cenusie prin turnare.
b) carterul motorului, reprezinta baza pe care se monteaza piesele principaleale motorului arborele cotit, axe cu came etc.
Arborele cotit se monteaza pe lagarele fuselor de sprijin (palierelor).
Fiecare lagar este compus din 2 parti:- partea superioara care face corp comun cu carterul;- partea inferioara ce are forma unui copac ansamblat prin suruburi sau
brezoane cu piulite.Intre fusurile arborelui cotit si lagarele de paliere se monteaza cuzinetii
care sunt executati din tabla subtire de otel acoperita cu un strat subtire de
material antifrictiune.
CILINDRU USCAT CILINDRU USCAT
DEMONTABIL NEDEMONTABIL
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
15/33
15
CILINDRU DE TIP UMED(CAMASA UMEDA DEMONTABILA)
Chiulasa si camera de ardere
Chiulasa este denumita si capul de cilindru, formeaza peretele fix la partea
superioara a cilindrului constituind capacul cilindrilor.
Amestecul carburant este comprimat intre piston si chiulasa in spatiuldenumit camera de ardere. Constructia ei este diferita in functie de
particularitatile motorului fiind determinata in principal de forma camerei deardere a colectorului de admisie si evacuare. Modul de racire -cu lichid sau cu
aer.
In chiulasa sunt montate supapele, bujiile sau injectoarele. Colectoarele deadmisie si evacuare (galerii) sunt dispuse in cazul motorului cu aprindere prin
scanteie pe aceeasi parte a chiulasei, colectorul de evacuare asigurand opreincalzire a amestecului carburant necesara vaporizarii benzinei.
In cazul M.A.C. cele 2 colectoare sunt asezate separat de o parte si de alta achiulasei.
Camera de ardere are rol diferit la motoarele cu aprindere prin scanteie
fata de M.A.C. si difera ca constructie de la un tip de motor la altul. La M.A.S.
forma camerei de ardere influenteaza vizibil viteza de ardere, de forma eidepinzand drumul frontului de flacara si redarea caldurii. Forma optima din
punct de vedere teoretic care asigura minimum de pierdere de caldura esteforma sferica.
Datorita imposibilitatii de realizare constructiva cat si pentru a asigura producerea unor fenomene secundare de schimburi de viteza ale gazelor
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
16/33
16
(agitarea) formele cele mai utiliate sunt cele semisferice cu diferiteprotuberante.
La M.A.C. camera de ardere are rolul de a forma amestecul carburant intimintre aer si combustibil in vederea obtinerii unui randament maxim al arderii.
In general sunt utilizate doua tipuri de camere de ardere:- camera de ardere nedivizata (unitara sau cu injectie directa) formata de
suprafata capului pistonului (suprafata profilata avand forma concava) si
suprafata chiulasei care este de obicei plana;- camera de ardere divizata ce prezinta doua variante constructive si anume
un motor cu injectie in anticamera la care 20 25% din volumul total de
ardere este format de o camera auxiliara denumita antecamera montata in
chiulasa in care se face injectia si care comunica cu camera principala deardere printr-o serie de orificii de laminare; doua motoare cu camera deturburenta la care camera de ardere este impartita in camera de turburenta
montata in chiulasa al carei volum reprezinta 65 70% din volumulcamerei de ardere si camera principala de ardere din cilindru unite intre ele
printr-un canal.
Ansamblul biela piston
Pistonul asigura evolutia fluidului motor in cilindru si transmite lucrumecanic arborelui cotit. In fuctie de rolul functional pe piston se disting
urmatoarele parti:- capul pistonului care inchide spatiul cu volum variabil al camerei de ardere;
are peretii laterali ingrosati, iar la partea exterioara sunt executate canale pentru
segmenti. Canalele 2 superioare servesc segmentilor de etansare, iar canaleleinferioare segmentilor raclari. La periferia ultimului canal inferior in corpul
pistonului sunt practicate gauri strapunse prin care uleiul raclat de pe peretiicilindrilor se reintoarce in baia de ulei.
Piston BielaI Zona portsegment
II Zona bolturi
III Fusta pistonului
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
17/33
17
Pistoanele se executa obisnuit din aliaje usoare (Al) prelucrate mecanic la
cotele cilindrului. Segmentii sunt de doua tipuri: de etansari (compresie) si deungere (raclari). Segmentii de etansare asigura etanseitatea camerei de ardere si
nu permit scaparea gazelor din cilindru in carterul motorului.Segmentii de ungere rod surplusul de ulei de pe peretele cilindrului.
La motoarele diesel segmentii se construiesc din fonta speciala prin urmare
se prelucreaza mecanic avand forma unor inele cu sectiune dreptunghiulara.Segmentii sunt taiati in asa fel sa se poata arcui. Boltul asigura legatura
articulata a pistonului cu biela; este o piesa tubulara construita dintr-un otel de
calitate rezistent la uzura.
Pentru ca boltul sa nu se deplaseze axial si sa deterioreze oglinda cilindruluiacesta este fixat cu inele elastice. Exista mai multe moduri de fixare a boltuluiintre piston si biela:
- fix in piston liber in biela;- fix in biela liber in piston;- liber in piston liber in biela.
Biela serveste la transmiterea fortei din capul pistonului la arborele cotittransformand miscarea rectilinie alternativa a pistonului in miscare de rotatie a
arborelui.
Biela este supusa in timpul functionarii la eforturi foarte mari si esteconstruita prin matritare din oteluri de calitate.
Partile componente ale bielei:- capul superior al bielei (mic) asigura legatura cu pistonul;- corpul bielei (tija bielei);- capul inferior (mare) realizeaza legatura cu arborele cotit.
Axul pistonului este montat in capul superior prin intermediul unei bucsi
de bronz rezistenta la uzura.Capul inferior se monteaza pe axul maneton al arborelui cotit. Acest cap
este format din doua bucati unite prin doua sau mai multe suruburi. In acestedoua jumatati se monteaza cuzineti de biela ce sunt captusiti cu material
antifrictiune.
La unele tipuri de motoare ansamblul biela arbore cotit este
nedemontabil si atunci in zona de prindere a bielei de maneton se monteazarulmenti (ambielaje).
Arborele cotit preia fortele de la biela si transmite aceste forte transmisieivehicolului; de asemenea de arborele motor sunt legate alte dispozitive ce
actioneaza diferitele sisteme ale motorului axul cu came si pompa de ulei.Arborele cotit se sprijina pe peretii carterului prin intermediul lagarelor
paliere, care sunt prevazute cu cuzineti.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
18/33
18
Volanta disc realizat din fonta ce se monteaza la extremitatea
posterioara a arborelui cotit. Trebuie sa fie foarte bine echilibrata dinamicimpreuna cu arborele cotit pentru ca in timpul miscarii de rotatii sa nu dea
nastere unor forte centrifuge neechilibrate care ar crea vibratii ale motorului siuzura excesiva a lagarelor paliere.
Rolul volantei este acela de a scoate pistoanele din punctele moarte. Pe
partea exterioara a volantei se gaseste o roata dintata ce este antrenata de catreelectromotor in momentul pornirii.
Mecanismul de distributie la motoarele in patru timpi se intalneste
distributia cu supape care are cea mai mare raspandire.In functie de asezarea supapelor distributia poate fi:
- cu supape laterale asezate in blocul cilindrilor;- superioara supapele asezate in capul cilindrilor (chiulasa).
Pe fiecare cilindru exista cel putin doua supape:
- admisie;- evacuare.
INSTALATIA DE ALIMENTARE LA M.A.S.
La MAS la care conform principiului de functionarea amestecului
carburant aer-combustibil are loc in afara cilindrului prin procesul de carburatie
sistemul de alimentare cuprinde in principal:- rezervorul de combustibil;- pompa de alimentare;- filtru de combustibil;- carburator;- filtru de aer;- galeria de admisie;- galeria de evacuare;- toba de esapament.
Rezervorul de benzina constructie de tabla in care se depoziteaza
combustibilul asigurandu-i acestuia autonomia de deplasare intre 400-700 Km.Pompa de benzina serveste la defilarea fortata a combustibilului din
rezervor in carburator. Pompele de benzina sunt de tip cu membrana actionatemecanic sau electric.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
19/33
19
Carburatorul reprezinta ansamblul de piese in interiorul caruia se produce un amestec carburant format din aer si combustibil. Carburatorul
executa dozajul si debiteaza cantitatea de amestec carburant necesara motoruluila diferite regimuri de functionare. Carburatorul este format din:
- ac opturator (poantou)-1- plutitor-2- pulverizator-3- camera nivel constant-4- difuzor-5- clapeta acceleratie-6- jicler- camera de amestec
Camera de nivel constant este construita dintr-un mic rezervor in care benzina este mentinuta la acelasi nivel. Acest lucru se realizeaza cu ajutorul
plutitorului (un cilindru gol inchis) si cu ajutorul acului opturator ce inchide sideschide orificiul de alimentare cu benzina. In timpul functionarii motorului in
masura ce combustibilui din camera de nivel este consumat, nielul lui scade si
plutitorul coboara deschizand orificiul de alimentare. Prin acest orificiu patrunde benzina de la pompa de alimentare. Nivelul de combustibil creste,
plutitorul se ridica si inchide orificiul de acces al combustibilului.
Camera de amestec constituie spatiul in care se produce amestecareacombustibilului cu aer. Cuprinde doua elemente:
- difuzorul;- clapeta de acceleratie.
Difuzorul realizeaza conditiile necesare pentru pulverizarea
combustibilului asigurand o crestere a vitezei curentului de aer permitandasigurarea de combustibil prin pulverizare. Difuzorul este un tub scurt cu
sectiune variabila.Clapeta de acceleratie realizeaza modificarea sectiunii de trecere a
amestecului carburant regland cantitatea de amestec ce patrunde in cilindriimotorului. Aceasta cantitate este direct proportionala cu puterea motorului.
Clapeta de acceleratie este comandata prin pedala de acceleratie.
Pulverizatorul face legatura intre cele doua camere ale carburatorului
prin el trecand combustibilul necesar formarii amestecului carburant. Margineasuperioara a pulverizatorului este plasata in sectiunea minima a difuzorului
astfel incat viteza aerului si depresiunea din galeria de admisie sa fie minime.Pentru functionarea carburatorului elementar, in cursa de admisie a
pistonului, aerul este aspirat in cilindrii prin camera de amestec. Trecand prindifuzor curentul de aer capata o viteza si o depresiune maxima dorita reducerii
sectiunii. Combustibilul este supus unor presiuni diferite , lucru ce realizeaza
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
20/33
20
vaporizarea combustibilului ce se amesteca cu aerul formand amesteculcarburant ce alimenteaza cilindrul. Acest carburator elementar nu poate
satisface cerintele impuse de motor la diferite regimuri de functionare de aceeacarburatorul elementar este completat cu alte dispozitive de corectie ca:
- dispozitivul de dozare principala;- dispozitivul de dozare de putere;- pompa de acceleratie;- pompa de mers in gol;- pompa de pornire la rece.
Dispozitivul de dozare principala mentine compozitia optima al
amestecului carburant necesara regimurilor mijlocii de fuctionare respectiv 20-
85% din puterea motorului.Dispozitivul de dozare de putere asigura imbogatirea amestecului la
regimuri de putere mari.
Pompa de acceleratie (repriza) face ca amestecul carburant sa devinabogat la deschiderea brusca a clapetei de acceleratie. Este de mai multe feluri:
- de mers in gol asigura mersul la turatie mica a motorului;- de pornire la rece este alcatuit dintr-o clapeta de aer (sac) care se poate
roti in jurul axei sale si care este plasata in jurul difuzorului. Inchizand
aceasta clapeta de aer, la rotirea arborelui cotit cu electromotorul se
realizeaza o depresiune de aer ce genereaza aspirarea unei cantitati mari debenzina.
Filtru de aer are rolul de a opri praful si impuritatile din atmosfera saintre in camera de ardere. Tipuri de filtre:
- uscate;- umede la tractoare.
La noile carburatoare au aparut o serie de dispozitive ce se leaga de cele
prezete,cum sunt:- dispozitivul automat de pornire la rece;- corectorul de altitudine - serveste la saracirea amestecului carburant la
presiuni scazute.
SISTEMUL DE ALIMENTARE LA M.A.C.
Amestecul dintre aer si combustibil (motorina) se face intr-un tip care
are loc injectia motorinei. Pentru a se putea realiza un amestec carburantcorespunzator capabil sa se aprinda, pulverizarea combustibilului trebuie sa se
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
21/33
21
faca in particule foarte fine. Presiunea de injectie trebuie sa fie mult mai maredecat presiunea din cilindru.
La motoarele D-110 (U-650) aceasta presiune este de 145 deca N/cm.Se intalnesc doua sisteme de alimentare pentru MAC:
- motoare diesel cu compresor;- motoare diesel fara compresor echipate cu instalatii de alimentare
mecanice.
Echiparea instalatiilor de alimentare mecanica este avantajoasadeoarece au masa mica pe unitatea de putere, reglarea cantitatii de combustibil
injectate se face relativ usor iar terenul si durata injectiei pot fi riguros
controlate. In functie de realizarea injectiei avem:
- motoare cu injectie directa la care injectarea combustibilului se face directin interiorul cilindrului. Camera de ardere are o forma relativ simpla si nueste despartita de cilindru. Acest tip necesita presiuni de injectie mai mari
de 150;- motoare cu anticamera au camera de ardere impartita in doua: partea
principala care are ca limita capul pistonului, peretii camerei de ardere;
partea suplimentara (antecamera) unde se afla montat injectorul;- motoare cu camera de turbionare.
Sistemul de alimentare la MAC este format dintr-un rezervor cu o
capacitate ce asigura circa 10 ore de functionare (tractor), conducte.In functie de variatia debitului de combustibil avem:
- pompe cu injectie cu pistonul variabil;- pompe cu inectie cu constanta.
Injectoarele asigura pulverizarea fina si omogena a combustibilului
refulat de pompele de injectie in camera de ardere. Injectoarele suntde douafeluri:
- deschise (fara ac de inchidere) camera interioara a injectorului este tottimpul in legatura cu camera de ardere;
- inchise legatura este blocata de acul de inchidere.La tractoare se utilizeaza injectoare de tip inchis cu patru orificii.
Injectorul este montat in chiulasa care corespunde cu camera de ardere.
Numarul injectoarelor este egal cu numarul de cilindrii ce echipeaza motorul.
Filtrele de combustibil rolul de a curata motorina de impuritati inaintede ajungerea acesteia in pompa de injectie. In general la MAC exista doua
filtre:- filtru pentru curatire grosiera;- filtru pentru curatire fina.
Sistemul de aprindere la MAS are rolul de a asigura aprinderea
amestecului carburant in interiorul cilindrului. Aprinderea se realizeaza printr-o
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
22/33
22
scanteie ce ia nastere intre electrozii unei parghii montate intr-o chiulasa.Scanteia este produsa de un curent electric de inalta tensiune ce are valoarea
intre 10.000-25.000 V.Sistemul de aprindere cuprinde:
- acumulatorul (bateria);- bobina de inductie;- distribuitorul (delcou);- fise;- bujii.
Bobina de inductie este un transformator de tensiune ce ridica tensiunea
de 12 V de la baterie la 10.000-25.000 V.
Bateria este sursa de energie a instalatiei de aprindere care acumuleazasi cedeaza energie unor acumulatori externi. In timpul functionarii bateria esteincarcata de un alternator ce transforma energia mecanica, transmisa de la
arborele cotit printr-o curea de transmisie, in energie electrica.Delcoul are rolul de a crea un curent pulsatoriu de joasa tensiune
primarul bobinei de inductie, lucru ce genereaza o tensiune electromotoare in
secundar.Bujia are rolul de a realiza scanteia intre electrozi. Distanta dintre
electrozi este de 0,5-0,7 mm.
SISTEMUL DE RACIRE LA MOTORUL CU ARDERE INTERNA
In momentul aprinderii amestecului carburant in cilindrii temperatura
ajunge la 200 grade C. Daca nu se face evacuarea rapida a caldurii piesele
componente ale mecanismului motor ce intra in contact cu gazele fierbinti sepot deteriora ajungandu-se la griparea motorului. In scopul bunei functionari a
motorului trebuie asigurat un regim termic optim (80-90 grade C) astfel incatpiesele din componenta motorului sa lucreze la parametrii normali.
Se utilizeaza doua sisteme de racire:- cu apa;- cu aer.
Racirea cu aer (directa) se utilizeaza in general la motoarele de puteri
mici si mijloci, in acest caz excedentul de caldura evacuandu-se direct prinperetii cilindrului si al chiulasei. In scopul realizarii unei suprafete cat mai mari
de contact intre aerul de racire si peretii chiulasei acestea sunt prevazute cuaripioare.
Pentru a se mentine temperatura normala, aerul de racire este introdusfortat printre aripioare. Avantajul acestui tip de racire consta in faptul ca
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
23/33
23
prezinta o simplitate in exploatare si elimina pericolul de inghet in anotimpulfriguros.
Racirea cu apa (indirecta) prezinta dezavantajul ca apa poate acumula sitransmite o cantitate mare de caldura, iar in anotimpul rece se poate produce
inghetul, iar prin marirea volumului apei din sistem se poate ajunge la spargereablocului motor.
Instalatia de racire cu apa este o instalatie cu circulatie fortata adica apa
este impinsa in instalatia de racire cu ajutorul unei pompe (mecanica). Ingeneral instalatia este compusa din:
- radiator;- pompa;- camasi de racire;- termostat;- ventilator;- conducte de legatura.
Exista instalatii inchise si deschise. Cele inchise nu au contact cu
presiunea atmosferica si lucreaza la o presiune mai mare, iar cele deschise sunt
in contact cu atmosfera.Radiatorul are rolul de a ceda in mediul inconjurator o parte din
cantitatea de caldura a apei ce circula prin el. Este construit din materiale cu
conductibilitate termica mare (Cu, Al). Are forma de fagure pentru a se realizao suprafata mare de contact cu atmosfera, iar la tractoare trebuie sa fie de 0,1
0,3 m/cal putere.Ventilatorul asigura circulatia aerului prin ventilator cu viteza mare.
Pompa de apa este de tip centrifugal cu palete si are rolul de a aspira apa
racita din radiator si a o refula (pompa) in circuitul de racire al motorului.Termostatul are rolul de a aduce rapid lichidul de racire la temperatura
de functionare a motorului.Sistemul de ungere ungerea pieselor aflate in miscare se poate realiza
prin:- stropire (balbotare) sistem simplu de ungere intalnit de obicei la motoarele
cu carburator mic, uleiul este luat din baia de ulei de coturile manetoane ale
arborelui cotit si imprastiat in carter;
- sub presiune se realizeaza cu ajutorul unei pompe de ulei care aspirauleiul din baie si il transmite prin canale speciale in zonele in care piesele
componente ale mecanismului motor sunt in miscare;- mixta intalnita la majoritatea motoarelor la care o parte din piese aflate in
miscare sunt unse sub presiune, iar alta parte prin balbotare.In general sub presiune se ung lagarele paliere si manetoane ale
arborelui cotit si arborelui de distributie, restul componentelor se ung prin
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
24/33
24
balbotare sau prin caderea libera a uleiului din zonele superioare din baia deulei. Prin stropire se asigura ungerea suprafetei cilindrilor, a pistoanelor si
segmentilor la care o ungere prin presiune este greu de realizat.Principalele parti componente:
- baia de ulei;- pompa de ulei;- radiatorul de racire;- filtre de curatare;- rampa de ungere.
Baia de ulei este confectionata din tabla de otel de diferite forme fiind
montata etans in partea inferioara a carterului. Nivelul uleiului in baie se
controleaza periodic cu ajutorul unei tije pe care este prevazut un nivel minim simaxim.
Pompa de ulei este actionata de arborele cotit printr-o roata dintata sau
ax scurt (mecanica sau roti dintate).Radiatorul de ulei are rolul de a raci uleiul inainte de intrarea in filtru.
La tractoare acesta este alcatuit din tevi cu aripioare montate pe radiatorul de
racire al apei.Filtrele de ulei servesc la curatirea de impuritati mecanice rezultate din
uzura pieselor. Se folosesc elemente cu hartie filtranta.
Rampa de ungere este formata din canale ce conduc uleiul la punctelede ungere (arbore cotit cu came). Presiunea uleiului in rampa de ungere este
controlata cu ajutorul unui monometru.Cand presiunea scade sub 0,8 bariinseamna ca in instalatia de ungere a intervenit o defectiune si motorul trebuie
oprit.
ENERGIA ELECTRICA
Motoare electrice
Energia electrica este utilizata in agricultura in urmatoarele directii:
- actionarea electrica a diferitelor masini de uz general pompe de apa,ventilatoare, masini de industrie alimentara, transportoare;
- iluminatul electric obisnuit sau special in adaposturile de animale sipasari;
- producerea de caldura in diferite scopuri: incalzirea apei, puilor, purceilor siviteilor precum si realizarea de institutii speciale cum sunt incubatoarele.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
25/33
25
Energia electrica este utilizata sub forma de curent electric alternativtrifazat produs de centralele electrice: hidrocentrale, termocentrale,
atomocentrale.Energia electrica produsa de una din centralele mai sus mentionate
parcurge urmatorul drum pana la consumator. Langa centrala exista un punct detransformare de inalta tensiune si limitetransporta energia electrica la mare
distanta (220 Kv). In apropierea marilor consumatori exista puncte de
transformare de medie tensiune, la nivelul consumatorilor, puncte detransformare de mica tensiune (220 V). In reteaua de joasa tensiune intalnim:
- reteua exterioara formata din stalpi cu izolatori ce sustin conductoriielectrici alcatuiti din retea trifazata cu patru conductori (2faze, 1 e nul).
- reteaua interioara care deserveste cu energie consumatorii din interiorulconstructiilor.
- bransamentul, tabloul de distributie, circuitele electrice, dispozitive deconectare, consumatori.
Pentru prevenirea si limitarea defectiunilor ce pot aparea in instalatiile
electrice consumatorii se leaga la retea prin aparate electrice care pot fi: aparate
de protectie la scurt circuit, la suprasarcina, la tensiune minima.Motoarele electrice sunt masini care transforma energia electrica in
energie mecanica. In functie de tipul de curent pe care il consuma avem:
- motoare de curent continuu;- motoare de curent alternativ.
Motoarele de curent continuu se utilizeaza numai in cazuri speciale sinumai acolo unde exista sursa.
Motoarele de curent alternativ se clasifica astfel:
- monofazate;- trifazate.
Motoarele monofazate se construiesc pentru puteri mici ce nu depasesc1,5 Kv.
Atat motoarele monofazate cat si cele trifazate se impart in:- motoare sincrone;- motoare asincrone.
Motoarele asincrone se impart in:
- motoare asincrone cu rotor in scurt circuit (colivie);- motoare trifazate cu rotor bobinat.
Motorul electric este alcatuit din - stator format dintr-o carcasa in carese afla un miez cilindric din tole de otel silicios izolate intre ele si presate una
langa alta. Pe partea interioara a miezului se afla niste crestaturi longitudinale incare sunt introduse spirele bobinajului infasurarii statorice. Capetele infasurarii
sunt scoase, iar infasurarile sunt decalate la 180 grade.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
26/33
26
Rotorul este de doua tipuri:- de scurtcircuit (colivie);- bobinat.
Functionarea motorului electric se bazeaza pe principiul inductiei
electromagnetice sub influenta campului invertitor (tensiune electromotoare) alstatorului si se introduce in barele rotorului a tensiunii electromotoare. Aceasta
inductie are loc numai in cazul in care intre viteza de rotatie a campului
magnetic invartitor si rotor exista o diferenta care se numeste alunecare.La pornire aceste tipuri de motoare preiau un curent de sase ori mai
mare decat curentul nominal de lucru.
TRACTOARE AGRICOLE
Tractoarele sunt vehicole pe roti sau senile destinate sa execute cele mai
diferite lucrari agricole, lucrari in domeniul exploatatiilor forestiere, al
lucrarilor de imbunatatiri funciare.Tractorul constituie principala sursa energetica in utilizarea diferitelor
masini agricole. In ultima perioada pe plan mondial se accentueaza conditia de
construire a unor tractoare cu patru roti egale, echipate cu pneuri de joasa presiune ce au o aderenta sporita si nu taseaza solul. Se constata tendinta de
crestere a puterii motoarelor prin aceasta numarandu-se marirea productivitatiimuncii si deci reducerea personalului ocupat in agricultura.
Clasificarea tractoarelor sunt utilizate mai multe criterii:
- destinatia;- tipul motorului;
- tipul sistemului de rulare;- tipul transmisiei;- tipul rotilor motoare;- tipul mecanismului de directie.
Dupa sistemul de directie tractoarele se impart in:
- cu directie generala;- cu directie universala;- cu directie specializata;- sasiuri autopropulsate.
Tractoarele universale formeaza o grupa a tractoarelor pe roti si sunt
caracterizate prin faptul ca au o lumina mai mare (inaltimea de la sol pana la punctul cel mai de jos al tractorului) poseda posibilitatea de modificare a
ecartamentului (distanta dintre rotile aceleiasi punti motoare) si au o gama mare
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
27/33
27
de viteze. Ele sunt utilizate la arat, semanat, intretinerea culturilor si la lucrarilede transport in agricultura.
Tractoarele specializate sunt acele tractoare care printr-o constructiespeciala sunt adaptate diferitelor lucrari si pot fi:
- pomicole;- viticole;- legumicole;- pentru ceai, bumbac;- pentru lucrari in panta.
Sasiurile autopropulsate sunt tractoare pe roti la care motorul si
transmisia sunt amplasate in zona puntii din spate. Spatiul dintre cele doua
punti ramanand liber este utilizat pentru montarea masinilor agricole purtate saua platformelor de transport.
Dupa sistemul de rulare tractoarele se impart in:
- pe roti;- pe senile;- pe semisenile.
Dupa numarul de punti motoare tractoarele se impart in:- cu doua punti motoare;- cu o singura punte motoare.
Tractoarele cu 4 roti motoare pot avea rotile egale sau neegale.Tractoarele cu o punte motoare se mai numesc si motocultoare si sunt
tractoare de putere mica 3-20 Kwat si cu gabarit redus. Sunt utilizate ingospodarii individuale si au o serie de echipamente specifice adaptate oricarui
tip de motocultor.
Parametrii de baza ai tractoarelor
Parametrii principali ce caracterizeaza un tractor sunr:
- constructivi;- dinamici.- economici
Acesti parametrii servesc pentru aprecierea obiectiva a calitatii
diferitelor tipuri de tractoare pentru a scoate in evidenta daca acestea corespundconditiilor impuse de exploatare. In functie de acesti parametrii se aleg tipurile
de tractoare ce urmeaza a fi utilizate pentru anumite lucrari.Parametrii constructivi sunt:
a) Dimensiunile principale:- gabarit- lungime
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
28/33
28
- latime- inaltime- ampatament distanta intre axele geometrice ale puntilor tractorului- ecartament distanta dintre planele mediane ale rotilor de pe aceeasi punte- lumina (garda de la sol) distanta dintre sol si punctul cel mai de jos de pe
corpul tractorului
- greutatea la tractoare greutatea este un parametru ce caracterizeazacalitatile de tractiune dupa aderenta precum si presiunea specifica pe sol. Latractoare greutatea este de doua feluri:
a) greutate constructiva este greutatea tractorului nealimentat cu combustibil,ulei si apa, fara scule si greutati suplimentare si fara tractorist. Acest
parametru foloseste la aprecierea consumului de metal si materiale ce intrain constructia tractorului.
b) greutate de exploatare este greutatea tractorului alimentat cu greutatisuplimentare, cu tractorist, cu scule, inclusiv greutatea masinilor agricolepurtate sau a unei parti din greutatile masinilor agricole semipurtate.
Parametrii dinamici performantele dinamice ale tractorului depind de
performantele dinamice ale motorului ce il echipeaza.Caracteristicile dinamice ale motorului sunt puse in evidenta de
caracteristica exterioara a motorului (diagrama ce se obtine pentru fiecare tip de
motor pe bancul de probe in conditii de laborator).Cel mai important indice de exploatare este factorul dinamic (D) care
este egal cu: Fm FaGt
D factorul dinamic
Fm forta tangentiala de tractiune la roata motoareFa forta de rezistenta a aerului
Gt greutatea totala a agregatului de lemnFactorul dinamic isi modifica valoarea in functie de viteza deoarece cele
doua forte Fm si Fa variaza in functie de viteza de deplasare.Forta maxima de tractiune este forta maxima dezvoltata folosita pentru
tractarea masinilor agricole.
Viteza maxima este viteza maxima in Km/h cu care se poate deplasa un
tractor pe un drum orizontal in conditii normale la treapta superioara din cutiade viteze si cu sarcina maxima utila.
Panta maxima este exprimata in grade sau procente si reprezintavaloarea maxima a pantei pe care o poate urca tractorul cu sarcina maxima
utila.Stabilitatea este capacitatea tractorului de a se deplasa pe pante, drumuri
inclinate, curbe fara a se rasturna sau derapa.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
29/33
29
Parametrii economici sunt:- costul initial;- amortismentul;- cheltuieli legate de exploatare (consumul de combustibil si lubrefianti,
costul pneuri, cheltuieli de reparatii).Consumul de combustibil depinde de:
- starea si puterea motorului;- viteza de deplasare;- incarcare;- tipul si starea drumului.
La tractor consumul de combustibil se raporteaza la unitatea de
suprafata prelucrata la diferite lucrari (l/ha).Durabilitatea este calitatea acestuia de a functiona un timp cat mai
indelungat fara defectiuni. Depinde de o serie de factori constructivi cum sunt:
- calitatea suprafetei in frecare;- calitatea materialelor folosite in constructie;- factori de exploatare: starea drumurilor sau terenurilor, conditii climaterice,
calitatea combustibililor si lubrefiantilor, calitatea reviziilor tehnice,calificarea celui care il exploateaza.
Partile principale ale tractorului tractorul se imparte in ansambluri,
subansambluri si mecanisme ce pot fi impartite in:- motorul sursa de energie;- transmisia;- sistemul de rulare (de propulsie);- cabina si caroseria;- mecanisme de lucru;- instalatii de confort.
Motorul constituie sursa de energie a tractorului si de regula semonteaza in fata.
Transmisia serveste la transmiterea, modificarea si distribuirea cupluluimotor la rotile motoare ale tractorului. Cuprinde urmatoarele subansamble:
- ambreajul principal;- cutia de viteze;- transmisia centrala;- diferentialul;- transmisia finala.
Ambreajul principal serveste la cuplarea si decuplarea motorului de
transmisie in vederea opririi si pornirii motorului precum si schimbareatreptelor de viteza.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
30/33
30
Cutia de viteza permite schimbarea vitezelor cu deplasarea fortelor detractiune ale tractorului, mersul inapoi si stationarea indelungata cu motorul in
functiune.Transmisia centrala are rolul de a transmite cuplul motor la puntea din
spate si participa la realizarea raportului de transmitere.Diferentialul asigura rotirea rotilor motoare cu turatii diferite la
deplasarea tractorului in curbe sau pe terenuri accidentate.
Transmisia finala are rolul de a mari raportul total de transmitere si de aasigura o anumita lumina a tractorului.
Sistemul de rulare transforma miscarea de rotatie in miscare de
translatie. La tractoarele 4*2 (4 roti din care 2 motoare) rotile din spate sunt
motoare iar cele din fata sunt de directie. La tractoarele 4*4 (4 roti toatemotoare) cele din fata sunt si motoare si de directie.
Caroseria este montata pe sasiul tractorului fiind rezervata
conducatorului.Mecanismele de lucru la tractoare intalnim o serie de mecanisme de
lucru cum sunt:
- priza de putere;- ridicatorul hidraulic;- dispozitivul de remorcare.
Cu ajutorul acestora puterea motorului este utilizata la executareadiferitelo lucrari.
Tractoarele sunt prevazute cu instalatii si aparatura pentru a asigurareaconfortului, siguranta circulatiei si pentru controlul exploatarii:
- instalatii de incalzitre si aerisire;- aparatura de bord.
ECHIPAMENTUL DE LUCRU AL TRACTOARELOR
Tractorul nu executa lucrari mecanice. El constituie o sursa energetica
mobila pentru masinile si utilajele cu care lucreaza in agregat in vederea
executarii unuia sau mai multe aparate in cadrul unor procese tehnologice.In general puterea tractoarelor este utilizata pentru tractarea sau
impingerea masinilor si utilajelor care nu necesisa actionare de la priza deputere:
- pluguri;- grape;- cultivatoare;
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
31/33
31
- lame de buldozer, sau tractarea masinilor si utilajelor ce sunt actionateconcomitent si prin arborele prizei de putere;
- freze;- masini de imprastiat ingrasaminte;- masini de recoltat;- prese de balotat;- masini ce lucreaza la stationat actionate de priza de putere sau a rotii de
curea.Agregatele formate prin folosirea puterii motorului dupa primele doua
variante enumerate mai sus se numesc agregate mobile sau de tractiune, iar cele
formate se numesc agregate stationare.
Echipamentul de lucru al tractoarelor cuprinde dispozitivele,mecanismele si instalatiile care servesc la actionarea masinilor si utilajelor cucare tractorul lucreaza in agregat.
Constructia si tipul acestor mecanisme depinde de tipul de tractor sidomeniul de utilizare. In general echipamentul de lucru al tractoarelor agricole
este compus din:
- dispozitivul de tractiune;- priza de putere;- transmisia pentru curea;- mecanismul de suspendare.
Dispozitivul de tractiune este utilizat la remorcarea diferitelor masini si
utilaje agricole tractate, precum si a remorcilor si semiremorcilor. Pentru catractoarele sa poata lucra in bune conditii cu cat mai multe tipuri de masini si
utilaje este necesar ca dispozitivul de tractiune sa fie prevazut cu posibilitati de
reglare in raport cu corpul tractorului:- in plan transversal (pe latime);- in plan vertical (pe inaltime);- in plan longitudinal (pe lungime).
Dupa modul de constructie se impart in:- bare de tractiune;- cuple de tractiune.
Barele de tractiune sunt montate in partea din spate a carterului
transmisiei prin intermediul unor suporti proprii. Este formata dintr-o traversametalica pe care este fixata furca de cuplare.Traversa este prevazuta pe
lungimea ei cu minimum cinci orificii de prindere a cuplei. Pozitia de prinderea barei de tractiune este corelata in raport cu arborele prizei de putere si
suprafata solului.Cuplele de tractiune echipeaza in general tractoarele utilizate la
transport si folosesc la cuplarea remorcilor. Sunt prevazute cu elemente speciale
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
32/33
32
de siguranta astfel incat in timpul efectuarii transportului sa nu existe pericoluldesprinderii remorcii din cupla.
Prizele de putere sunt destinate actionarii prin arborele cardanic aorganelor de lucru ale diferitelor masini si utilaje cu care tractorul lucreaza in
agregat. Pentru a asigura o functionare normala a masinilor actionate de prizade putere este necesar ca arborii prizelor de iesire sa se roteasca cu o anumita
rotatie intr-un anumit sens. Din acest punct de vedere prizele de putere se
clasifica in:- cu turatie constanta (normal);- cu turatie variabila (sincron);- combinate (mixte) care in functie de necesitate permit functionarea atat ca
prize normale cat ca si sincrone.Prizele normale sunt acelea la care arborii de iesire se rotesc cu turatie
constanta si in acelasi sens indiferent de viteza si sensul de deplasare al
tractorului.Prizele sincrone se caracterizeaza prin aceea ca arborele de iesire se
roteste cu o turatie proportionala cu turatia rotilor motoare, deci turatia lor este
sincronizata cu viteza si sensul de deplasare al tractorului.O priza de putere normala este bine sa indeplineasca conditiile:
- sa permita oprirea pornirea tractorului fara oprirea organelor de lucru alemasinilor agricole;
- sa permita demararea prealabila a organului de lucru a masinilor agricole siapoi pornirea agregatului de pe loc;
- sa permita schimbarea vitezei de deplasare al tractorului fara oprireaorganului de lucru a masinii agricole;
- sa permita oprirea pornirea organului de lucru a masinii agricole farapornirea oprirea tractorului.
Efectuarea operatiilor enumerate mai sus duce la evitarea infundarii siruperii organului de lucru a masinilor agricole si la marirea productivitatii.
Majoritatea tractoarelor agricole moderne pe roti sunt prevazute cu prizede puteri mixte (combinate) care fac ca tractoarele sa aiba un grad mai mare de
universalitate in executarea lucrarilor agricole. Trecerea de priza de putere
normala la cea sincrona si invers se realizeaza cu ajutorul uniu sistem de
cuplare actionat prin intermediul unei parghii de tractorist.Turatia arborelui prizei normale corespunzatoare turatiei nominale a
motorului tractorului este standardizata la valoarea de 540 de rotatii pe minut,iar sensul de rotatie corespunde sensului de rotatie al acelor ceasului. In ultimul
timp la tractoarele agricole au fost standardizate si valori de 1000 rotatii peminut.
8/4/2019 Materiale Organe de Masini Si Mecanisme Folosite La are Instalatii Si Masini Agricole
33/33
La constructia prizei de putere sincrone trebuie respectata conditia caarborele prizei de putere sa parcurga un numar de 3,3-4,3 rotatii/minut 1m liniar
de deplasare al tractotului.Forma si dimensiunile constructive ale capatului arborelui prizei de
putere sunt stabilite prin standarde.Mecanismul de suspendare utilizat de masinile agricole purtate si
semipurtate constituie una din caile de imbunatatire a indiciilor tehnico-
economici ai tractoarelor. Aceste masini fata de cele tractate si remorcate auavantaje insemnate cum sunt:
- greutatea de 1,5-2 ori mai mica;- agregatul tractor-masina agricola are o manevrabilitate ridicata;- comanda pentru actionarea masinilor este simpla;- calitatea de tractiune a tractorului echipamentat cu masini purtate si
semipurtate este mai buna si calitate lucrarilor agricole efectuate cu aceste
masini este mai ridicata.Masinile purtate se cupleaza cu tractorul prin mecanismul de suspendare
in 3 puncte (3 articulatii). Aceste masini nu au dispozitive de scoatere a org. din
sol, parghii de comanda si roti proprii de rulare.Manevrarea lor se realizeaza prin intermediul instalatiei hidraulice de
ridicat a tractorului. Masinile semipurtate se deosebesc de cele purtate prin
aceea ca rotile lor de sprijin preiau o parte din greutatea masinii, iar cealaltaparte este preluata de tractor.
In afara de rolul de suspendare, ridicare si coborare a masinilor agricole,mecanismul de suspendare permite si reglarea corecta a pozitiei masinii
agricole fata de tractor si modificarea punctelor de prindere.
Instalatia hidraulica a mecanismului de suspendare serveste laactionarea acestuia permitand in plus actionarea de la distanta a masinilor
agricole din agregat (discuri, semanatori).Instalatia hidraulica este alcatuita din:
- pompa hidraulica 100 deca N/cm;- distribuitor hidraulic are rolul de a dirija uleiul in diferitele circuite ale
instalatiei;
- conducte de refulare;- priza hidraulica stanga-drapta;- filtru.