Arborele cotit – La ce servește – Tehnică

Arborele Cotit

De la drept, la circular

Ne apropiem încet de momentul în care motorul nostru va transfera puterea creată către sistemul de transmisie. Dar înainte ca acest lucru să se întâmple, un piston de mișcare direct  trebuie să-l transformăm într-unul circular. Arborele cotit ne va ajuta în acest sens, o invenție al cărei principiu era cunoscut chiar de vechii romani.

Părțile principale ale arborelui cotit

Arborele cotit este una dintre componentele mai mari dintr-o singură piesă a unui motor cu ardere internă. Rolul arborelui cotit este în transmiterea puterii de la pistoane la sistemul de transmisie al autovehiculului (în mod specific, la cutia de viteze).

Și, deoarece toate părțile de acționare ale transmisiei se mișcă în mod circular pe partea de ieșire a motorului (partea care va transmite puterea sau momentul către sistemul de transmisie), trebuie să obținem așa ceva într-o mișcare circulară, deși am obținut puterea motorului datorită pistonului de mișcare în linie dreaptă.

O invenție care face ca totul să se învârtă

Arborele cotit este fabricat dintr-o singură bucată de oțel și este de obicei turnat, forjat și ulterior prelucrat pentru a realiza rulmenți, găuri și caneluri, precum și prelungiri față și spate. Energia care se dezvoltă prin arderea unui amestec de combustibil și aer împinge pistonul spre DMT. La el, este atașată o tijă a pistonului care este conexiunea dintre piston și arborele cotit.

Partea inferioară a bielei este alcătuită din două părți care formează o deschidere rotundă în interiorul căreia există un rulment. Partea inferioară a bielei este atașată la arborele cotit pe care există un lagăr cu un orificiu de lubrifiere. Astfel, se realizează conexiunea mișcării între tija de legătură și arborele cotit, care este necesară pentru a transpune mișcarea rectilinie a pistonului, prin tija de legătură, într-o mișcare circulară a arborelui cotit.

Pe partea opusă a lagărelor tijei pistonului, se află o contragreutate care asigură funcționarea uniformă a motorului. Aceste greutăți au sarcina de a echilibra mișcarea pistonului și tijei pistonului, care încetinește performanța motorului și permite o funcționare sigură la turații mai mari (rpm). Greutățile sunt de obicei realizate dintr-o singură bucată împreună cu arborele cotit și ulterior prelucrate pentru a-și echilibra greutatea, dar uneori contragreutățile sunt înșurubate.

Desigur, lubrifierea corectă a lagărelor de pe lagărele arborelui cotit este semnificativă datorită forței mari care împinge pistonul (deși caracteristicile mașinilor de propulsie de astăzi diferă drastic, doar ilustrațiile pot spune că o anumită valoare tipică pentru motoarele pe benzină este de până la 18.000 N).

Ce conduce arborele cotit?

La capetele arborelui cotit, există extensii pentru atașarea amortizoarelor de vibrații, scripete, volante etc. Pe partea frontală (în mod condiționat) a motorului se află capătul arborelui cotit de care este atașat amortizorul de vibrații. Este o inserție cu piese din metal și cauciuc destinate să amortizeze vibrațiile (care deplasează arborele cotit longitudinal). Rolul său este în primul rând de a „calma” suficient arborele cotit, astfel încât să nu crape sau să nu fie deteriorat în niciun alt mod din cauza supraîncărcării. De asemenea, la același capăt al arborelui cotit, există extensii pentru conectarea fuliilor care acționează pompa de apă, alternatorul, arborii cu came și multe altele.

Pe așa-numitul disc de măsurare a vitezei, este montat pe partea din față a arborelui cotit. Un astfel de disc, este realizat fie sub formă de roți dințate, fie are găuri (depresiuni) în jurul său. Un senzor optic (sau magnetic) situat lângă acest disc trimite informații către computerul central de control al motorului despre viteza dinților sau a găurilor. Aceste date sunt apoi convertite în turația motorului (turația arborelui cotit) care este unul dintre parametrii de bază necesari pentru funcționarea sistemului de control electronic. Cu aceste informații, motorul „știe” în ce moment ar trebui să se dea scânteia bujiei, când este necesar să porniți injecția de combustibil etc.

Arborele cotit are întotdeauna un rulment mai mult decât motorul cu cilindru în linie. În acest caz, este un motor cu 5 cilindri de la Mercedes-Benz 240 D (1974) al cărui arbore cotit este montat în 6 rulmenți (Daimler AG).

Pe cealaltă parte (literalmente partea „posterioară” a motorului) a arborelui cotit, există o extensie de care este atașat volantul. Volanta este un disc metalic rotund care, cu inerția sa în timpul rotației, deplasează arborele cotit peste așa-numitele „Puncte moarte ale pistonului” și ceasurile goale care nu funcționează, menținând astfel o viteză de rotație constantă. Acest lucru amortizează vibrațiile și asigură o funcționare uniformă a motorului. Volanta este caracterizată prin aceea că are dinți dispuși pe circumferința sa care se sprijină pe angrenajul motorului de pornire electric.

Există o poveste pentru cei „care vor să afle mai multe?”

Aproape nu există „variații speciale ale temei” în povestea arborelui cotit. Singurele diferențe se referă la numărul de rulmenți cu care arborele cotit este atașat la blocul motorului și la materialul din care este fabricat, precum și la dimensiunea contragreutății. La motoarele performante (mașinile sport), se încearcă reducerea masei pieselor mobile cât mai mult posibil pentru a facilita munca și a crește cel mai mare număr de rotații.

Astfel de motoare sunt echipate cu arbori cotiți cu contragreutăți mici și ușoare și cu un volant semnificativ mai ușor. Cu siguranță, la turații mici, motorul procesat în acest mod va scutura destul de puțin, ceea ce se încearcă să fie evitat în vehiculele din seria mare. O altă variantă este arborele cotit al motorului V. Aceste motoare au două biele (pistoane opuse) conectate la un singur scaun de genunchi extins. Uneori, scaunele motorului V sunt realizate ca duble cu o distanță mică (excentrică) pentru a se obține o distribuție mai bună a forțelor.

Dacă vrei să citești și alte articole interesante poți oricând să ne vizitezi blogul.