Elementele componente ale mecanismului de distributie prin supape

Mecanismul de distributie prin supape se compune din : comanda distributiei 1, 2, 3, arborele cu came 4, tachetul 6, tija impingatoare 7, culbutorul 8, supapele 16 si 17 (cu ghidurile lor) si arcurile supapelor 19.

Functionarea : Arborele cu came 4, antrenat de comanda distributiei 1, 2, 3, transmite miscarea supapei 16 pentru deschiderea ei prin intermediul tachetului 6, tijei impingatoare 7 si culbutorului 8. Dupa trecerea camei supapa se reaseaza pe scaunul ei datorita arcurilor 18. Astfel, miscarea de rotatie a arborelui cu came se transforma in miscare de translatie a supapei, periodic.

1 Arborele cu came

Asigura in timpul rotirii, prin forma si pozitia camelor, functionarea organelor de distributie la momentele oportune si pe durata necesara.

Este confectionat din oteluri aliate prin matritare(D 797-05, D 2156, HMN 8) sau prin turnare din fonta aliata(Dacia 1300, SR-211).

Arborele cu came este de forma cilindrica, prevazut cu fusuri de sprijin, came de admisie si evacuare, un pinion de antrenare a pompei de ulei si a ruptorului-distribuitor, un excentric de comanda a pompei de combustibil(MAS). Camele au un unghi de decalaj si un profil, conditionate de numarul cilindrilor, de ordinea de functionare a lor, de viteza de ridicare a supapelor si de tipul lor de deschidere fara socuri. Acestea imprima unghiurile de avans si intarziere a deschiderii supapelor in cadrul ciclului motor. Atat camele cat si fusurile sunt tratate termic, urmate de rectificare, pentru marirea duritatii. Camele sunt de obicei in numar de doua pentru fiecare cilindru(una pentru supapa de admisie si alta pentru evacuare).

Arborele cu came se monteaza in carter sau pe chiulasa, in lagarele de sprijin, sub forma unor bucse 5, din otel cu material de antifrictiune in interior. Numarul fusurilor(de obicei patru) si deci al lagarelor depinde de lungimea arborelui. Jocul axial este limitat prin flansa de fixare 21. La capatul anterior se asambleaza roata dintata de antrenare care primeste miscarea de la arborele cotit sau pinionul intermediar(D 797-05, D 2156, HMN).

2 Tachetii

Comanda deschiderea supapelor, datorita miscarilor axiale imprimata de profilul camelor de pe arborele cu came ;ei transmit miscarea prin intermediul tijelor impingatoare si culbutorilor(la distributia superioara).La motoarele cu arborele cu came pe chiulasa, acestia lipsesc, comanda supapelor fiind directa.

Ei au o forma cilindrica-uneori cu taler in partea inferioara(ARO), cu locas semisferic in partea superioara pentru sprijinirea tijei in impingatoare. Tachetii culiseaza in ghidurile lor din blocul motor,care pot fi alezate direct, sau amovibile(SR-211); au pozitie decalata axial fata de cama, pentru a le imprima in timpul functionarii si o miscare de rotatie, pe langa cea de translatie in vederea uzurii uniforme si deci prelungirii duratei lor de functionare. Unii au talerul semisferic in acelasi scop.

Tachetii se executa din otel sau fonta speciala(Dacia 1300) si se trateaza termic. Locasurile tachetilor sunt acoperite cu capace cu garnituri de etansare. Ghidurile 3, construite din fonta, sunt presate in canale practicate in blcul cu cilindri ; mentin tachetii in aceeasi pozitie pe timpul miscarii rectilinii-alternative.

3 Tijele impingatoare

Sunt intalnite numai la distributia cu supape in cap, au rolul de a transmite miscarea lineara de la tacheti la culbutori. Sunt sub forma unor tije pline, sau tubulare(D 797-05 si D 2156 HMN 8), care, in partea inferioara au un cap semisferic de sprijin pe tacheti, iar in partea superioara un cap sub forma de cupa, pentru contactul cu suruburile de reglaj ale culbutorilor. Ele sunt ghidate in locasurile din blocul motor si chiulasa. Limitele de deplasare laterala nu trebuie sa fie mai mari de 0,5mm.

4 Culbutorii

Prin miscarea lor oscilatorie comanda deschiderea supapelor. Sunt de forma speciala, cu rate inegale pentru a imprima deplasari mari supapelor, la curse mici ale tachetilor, deci uzuri si acceleratii reduse ale profilului camelor ; spre partea centrala au un alezaj prevazut cu bucsa pentru asamblare pe axul culbutorilor, distantati intre ei prin arcurile 1 Acestea poate fi singular(Dacia1300) sau din doua bucati 12, solidarizate printr-o bucsa 13(D 797-05).

Axul culbutorilor este tubular si se monteaza pe chiulasa prin intermediul suporturilor 15. Culbutorii sunt turnati sau matritati din otel carbon(D 797-05 si D 2156 HMN) sau din fonta(ARO, SR-211).

La capatul de contact cu tija impingatoare, au alezaj filetat, unde se gaseste surubul de reglaj, pentru jocul termic impus dintre culbutor si supapa. Ansamblul culbutorilor este acoperit cu capacul chiulasei, etansat pe chiulasa prin intermediul unei garnituri.

Culbutorii pentru motoarele cu arborele cu came pe chiulasa(Lada), au o constructie speciala, surubul de reglaj fiind montat in chiulasa.

Axa culbutorilor, cu suporturile si arcurile distantiere, are rolul de a asigura oscilatiile culbutorilor, ea avand totodata si rolul de rampa centrala de ungere pentru piesele in miscare aflate in chiulasa.

Suporturile, fabricate prin turnare din aliaj de aluminiu, sunt fixate la chilasa prin suruburi.La suportul nr. 3 sunt prevazute canale prin care uleiul din chiulasa trece spre axele culbutorilor. Prin centrul suporturilor trec axele culbutorilor.

5 Supapele

Au rol diferit ; dupa destinatia lor sunt : de admisie 16 pentru deschiderea si inchiderea orificiului de intrare a amestecului carburant sau aerului, si de evacuare 17 pentru expulzarea gazelor arse. Deschiderea lor are loc cand camele ataca tachetii si transmit miscarea prin celelalte organe componente, iar inchiderea lor se face datorita arcurilor supapelor.

Partile componente ale supapei sunt : talerul 1, tija 2 cu raza de racordare intre ele, fateta 3 de asezare a talerului pe scaun(contrascaun) cu un unghi de 45 (mai rar 30 ) ; tija este prevazuta cu o degajare pentru piesele de fixare. Tija are rol de ghidare a supapei si culiseaza in ghidul supapei ; capul ei de contact cu culbutorul se trateaza termic pentru durificare.

Talerul supapei poate fi plat, concav(pentru supapele de admisie) sau convex (pentru supapele de evacuare) caruia i se aplica un strat de stelit pe contrascaun(stelitat) sau cu cavitate interioara pentru umplerea cu sodiu sau alte substante, care diminueaza supraincalzirea supapelor.

Prin contrascaunele lor, supapele etanseaza perfect orificiile de admisie si evacuare. Supapele se confectioneaza din otel aliat, cele de evacuare continand si siliciu in compozitie, pentru micsorarea dilatarii termice. De obicei, talerul supapelor de admisie are diametrul mai mare ca la cele de evacuare.

Ordinea de montare a supapelor in chiulasa, corespunzator cilindrilor, se face incepand de obicei cu supapa de evacuare pentru cilindrul unu, apoi grupate cate doua de acelasi fel(cate una pentru doi cilindri alaturati) alternand admisia cu evacuarea, iar ultima fiind tot de evacuare pentru cilindrul final. Exceptie, la motorul D 797-05, care incepe si sfarseste cu supapa de admisie.

6 Ghidurile supapelor

Permit culisarea tijelor supapelor in timpul deplasarii lor axiale. Sunt sub forma de bucse, din fonta, pentru inlocuire in caz de uzura. Jocul dintre tija supapei si ghid este de 0,05-0,01 mm pentru supapele de admisie si 0,008-0,012 mm pentru cele de evacuare.

7 Scaunele supapelor

Pot fi asezate si frezate direct in chiulasa, sau amovibile, din fonta sau otel refractar, presate in locasurile din chiulasa; sunt frezate la 45 grade si rodate cu supapele respective cu pasta pentru etansare; latimea lor,uneori stelitata este 1,2-1,6 mm.

8 Arcurile supapelor

Mentin supapele pe scaunul lor cand sunt inchise si un contact intre supape si came, prin intermediul celorlalte organe ale distributiei , in timpul deschiderii si inchiderii lor. Ele se confectioneaza din otel arc, de forma elicoidala ; la unele motoare(D 797-05 si D 2156 HMN 8) se monteaza doua arcuri concentrice la fiecare supapa, petru marirea sigurantei si reducerea dimensiunilor.

Arcul se monteaza prin mai multe procedee : cu disc de sprijin(taler) 19 si semibucse conice 20 din otel(D 797-05 si D 2156 HMN 8, Dacia 1300) ; cu disc de sprijin si pana introdusa in orificiul din capatul supapei ; cu disc sectionat, care se sprijina pe capatul tijei supapei.

9 Diagrama distributiei

Reprezinta grafic momentele inceperii deschiderii si sfirsitul inchiderii supapelor exprimate in grade de rotatie ale arborelui cotit (RAC) - deci fazele distributiei.

Se observa din cele doua diagrame prezentate, unghiurile diferite de avans la deschiderea supapelor si de intirziere la inchiderea lor, pentru umplerea mai buna a cilindrilor cu amestec carburant sau aer si o evacuare a gazelor arse cit mai completa. O anumita perioada de timp, in PMI, se observa ca ambele supape sunt deschise, fenomen denumit suprapunerea (incrucisarea) supapelor, care nu inrautateste functionarea motorului, pentru ca inertia mare a fluxului de amestec carburant sau aer proaspat si a fluxului de gaze arse impiedica amestecarea lor.

10 Cresterea fiabilitatii mecanismului de distributie

Autoturismul LANCIA K - lansat pe piata in 1994 poate fi echipat cu 5 motoare diferite, realizate fiecare in mai multe variante constructive:

-cu 4 cilindri in linie ;

-cu 5 cilindri in linie ;

-cu 6 cilindri in V.

In cazul motoarelor cu 5 cilindri se pot intalni :

-m.a.s. cu 4 supape pe cilindru;

-m.a.c. cu 2 supape pe cilindru.

Mecanismul de distributie cu 4 supape pe cilindru utilizeaza 2 supape de admisie si 2 supape de evacuare pentru fiecare cilindru, comandate de doua axuri cu came, amplasate in capul chiulasei, prin intermediul unor tacheti hidraulici. Cele doua axuri sunt antrenate prin curea dintata, odata cu pompa de apa. Toate celelalte elemente auxiliare sunt antrenate prin cureaua lata, cu profil in V-multiplu, cu flexibilitate foarte mare, intinsa automat cu un intinzator, care ii asigura o functionare

optima, fara intretinere (prezentate in figura de mai jos).

Sistemul de distributie utilizeaza si un dispozitiv pentru modificarea fazelor distributiei. El actioneaza electrohidraulic asupra axului cu came, care antreneaza supapele de admisie si modifica avansul actionarii lor. Variatorul este comandat de centrala electronica a automobilului (prezentat in figura de mai jos).

Prin utilizarea acestui variator se obtine o variatie de maxim 18 a avansului axului cu came fata de arborele cotit si se realizeaza un spor de putere de 4 CP la o turatie de (2500------4500) rot/min.

In acelasi timp cuplul motor este mai ridicat pe un domeniu mai larg de turatii, in special in zona turatiilor mici.Motorul are o functionare mai regulata la ralanti, iar poluarea este mai scazuta.

Autoturismul ALFA ROMEO 155 S are un motor cu 4 cilindri in linie, care prezinta 4 supape pe cilindru (doua de admisie si doua de evacuare). Ele sunt actionate de doua axuri cu came, amplasate in chiulasa (prezentat in figura de mai jos).

Axurile cu came sunt antrenate printr-o curea dintata de arborele cotit. Ca particularitate constructiva - prezenta unui sistem pentru modificarea fazelor distributiei, in cazul supapelor de evacuare.

Dispozitivul este amplasat in capul axului cu came care comanda supapele de admisie, intre ax si roata dintata de antrenare a distributiei.

Dispozitivul este antrenat electrohidraulic si este comandat de centrala electronica a automobilului. El poate realiza o variatie maxima de 25 R.A.C. a fazelor distributiei.

Supapele sunt amplasate in V (la 47 ) si se deschid intr-o camera de ardere emisferica, prifilata si de scobitura din capul fiecarui piston.

Actionarea variatorului este conceputa astfel incat sa ofere un cuplu de motor mai mare la regimul de turatie scazuta, sa mareasca regularitatea in functionare si sa micsoreze emisiile poluante.