Docstoc

Proiectare procesului de fabricatie a unui piston de la un m

Document Sample
Proiectare procesului de fabricatie a unui piston de la un m Powered By Docstoc
					UTC-N                 Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                                                                CUPRINS

Introducere..........................................................................................................................8

                         Capitolul 1
ANALIZA CONSTRUCTIV FUNCŢIONALĂ ŞI
ROLUL ANSAMBLULUI PISTON, SEGMENT ȘI BOLȚ........................................10
1.1 Mecanismul motor....................................................................................................................10
1.2 Pistonul.....................................................................................................................................10
        1.2.1 Condiți de funcționare..............................................................................................12
        1.2.2 Solicitările mecanice ale pistonului..........................................................................15
        1.2.3 Transferul de căldură prin piston.............................................................................18
        1.2.4 Solicitările termice ale pistonului.............................................................................19
        1.2.5 Soluți constructive pentru capul pistonului..............................................................22
        1.2.6 Soluții constructive pentru mantaua pistonului........................................................25
        1.2.7 Soluții constructive pentru locașurile pentru bolț.....................................................26
        1.2.8 Construcția pistoanelor moderne.............................................................................27
1.3. Segmenți..................................................................................................................................27
        1.3.1 Analiza funcțională...................................................................................................27
        1.3.2 Construcția segmenților............................................................................................29
        1.3.3 Materiale pentru segmenții.......................................................................................30
1.4 Bolțul........................................................................................................................................30
        1.4.1 Analiza funcțională a bolțului...................................................................................30
        1.4.2 Construcție și materiale pentru bolț.........................................................................31

                        Capitolul 2
PROIECTAREA GEOMETRICĂ A PISTONULUI...................................................32
2.1 Stabilirea dimensiunilor principale ale pistonului...................................................................32
2.2 Stabilirea toleranțelor și ajustajelor pentru piston și
încadrarea în grupe dimensionale și masice..................................................................................44
2.3 Alegerea materialului pentru piston.........................................................................................46
2.4 Tratamente termice și acoperiri de protecție pentru piston.....................................................47

                               Capitolul 3
PROIECTAREA PROCESULUI DE
FABRICAȚIE APISTONULUI......................................................................................48
3.1 Stabilirea caracterul producției................................................................................................48
3.2 Obținereae semifabricatului pentru piston...............................................................................48
3.3 Operațiile de prelucrări mecanice............................................................................................49
3.4 Ordinea operațiilor de prelucrare mecanică prin așchiere......................................................51
3.5 Calculul regimurilor de așchiere..............................................................................................53




                                                                        6
UTC-N                Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                          Capitolul 4
PROIECTARE DISPOZITIVULUI DE PRINDERE
A PISTONULUI PENTRU PRELUCRAEA MECANICĂ………....……………….56
4.1 Rolul și avantajul utilizări dispozitivului de prindere a pistonului..........................................56
4.2 Prezentarea variantei construnctive a dispozitivului................................................................56
4.3 Calculul dispozitivului..............................................................................................................57

                         Capitolul 5
PROCESUL TEHNOLOGIC DE REPARARE AL
ANSAMBLULUI PISTON-SEGMENT-BOLȚ............................................................61
5.1 Marcaje pentru pistoane...........................................................................................................61
5.2 Măsurarea diametrului pistonului............................................................................................63
5.3 Măsurarea bolțului pentru piston.............................................................................................64
5.4 Dimensiunile segmenților.........................................................................................................64
5.5 Demontarea pistonului..............................................................................................................65
5.6 Controlul piston-segmente........................................................................................................65
5.7 Montarea ansamblului piston-segment bolț.............................................................................67
5.8 Montare segmentilor.................................................................................................................71
5.9 Montare pistoane-biele.............................................................................................................72

                        Capitolul 6
NORME DE PROTECȚIA MUNCII ȘI A MEDIULUI…………………..…………74
6.1 Norme de protecţia muncii........................................................................................................74
6.2 Norme de protecție a mediului..................................................................................................75

BIBLIOGRAFIE………………………………………………………………..………77

ANEXE…………………………………………………..………………………………78




                                                                    7
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




        Introducere

         În prezenta lucrare este prezentat procesul de fabricație a unui piston, pornind de
la performanțele motorului proiectat, pentru automobilul Dacia Logan, fabricat la uzina
din Mioveni. Din evoluția Uzinei de Autoturisme Pitești prin lansarea a noi game Logan,
trebiue să facă față concurenței care au dus la probleme legate de creștere a fiabilități noi
game Logan. Acestea au fost rezolvate prin folosirea de noi tehnologi de fbricație,
materiale de mai bună calitate și realizarea liniei de asamblare la standardele Europene.
         Motoarele de ultimă generație cu performanțe ridicate au dus la solicitări tot mai
mari a pistonului, de aceia sa ales un aliaj de aluminiu care după prelucrare mecanică este
supus unui tratament terminc și unei acoperire cu grafit, pentru a mări fiabilitatea
motorului.
         Mărirea fiabilități motorului duce la costuri de întreținere reduse și la o creștere a
numarului de automobile din gama Logan, dovada o face numărul de unități produse și
comercializate atât în țară cât și pe plan mondial.
         Cerințele impuse pentru creșterea fiabilități pistonului de la motorul ce echipează
un automobil Dacia Logan, sunt din faza de proiectatre prin stabilirea corespunzătoare a
dimensiunilor de bază de la care se pleacă. Stabilire procesului de fabricație să fie cât mai
economic și cu un număr minim de operați de prelucrare mecanică rezultând un produs
finitcât mai aproape de dimensiunile impuse, acesta implică un grad ridicat de
automatizare a liniei de fabricație.
         Proiectarea tehnologiei de fabricație sa elaborat după cerințele impuse, astfel sa
realizat și un dispozitiv special de prindere a semifabricatului, cu ajutorul căruia
procesele de prelucrare mecanică se poate realiza pe aceiași mașină-unealtă având
program cu comandă numerică.
         Pentru fiabilitatea și durabilitatea în funcționare sa introdus în procesul de
fabricație a pistonului turnarea sub presiune, tratament termic și acoperirea cu un strat de
grafit, catre reduce durata de rodare prin proprietățile antifricțiune.




                                                  8
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




        INTRODUCTION

        In this study is presented the action of a piston’s manufacture, starting with the
performances of the designed engines for the Dacia Logan automobile , which is
fabricated in the Mioveni factory. With the Uzina de Autoturisme Pitesti’s evolution, by
launching a new gamut Logan, they must face the competitor which made problems for
the new gamut Logan‘s reliability rise. These were solved by using new technologies of
manufacturing, better quality stuff and the fulfillment of the assemblage line at the
European standards.
        The newest engines with higher performances has lead to bigger requests of the
piston and that is why it chose an alloy of aluminum which after mechanical processing it
has a thermal treatment and is being covered with graphite for more reliability of the
motor.
         The engine’s reliability raise has put to cheaper upkeeps and more cars from the
gamut Logan, which was proved by the number of the units made and traded nationally
and world-wided.
        The requests for higher reliability of the Dacia Logan’s motor’s piston are from
the designing phase by establishing the first proportions. An automation of the
manufacturing line at a higher level for a more economical manufacturing, with the less
mechanical processing operations and a final product as close as possible to the obligated
scales, is necessary.
         The designing of the manufacturing techniques has been planned after the
imposed requests, so because of that it was made a special catch device of the half-
finished, and that is why the mechanical development can be done on the same machine:
the tool has a program with a numerical command.
        For the reliability and the lastingness in use, in the piston’s manufacture process it
was introduced the cast under steam, a thermic treatment and the coating with graphite,
which pulls down the grind lasting because of the antifriction properties.




                                                  9
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                   Capitolul 1
   ANALIZA CONSTRUCTIV FUNCŢIONALĂ ŞI ROLUL
      ANSAMBLULUI PISTON, SEGMENT ȘI BOLȚ

                1.1 Mecanismul motor

        Mecanismul motor (fig.1.1) – compus din părţi mobile: piston cu segmenţii şi
bolţ, biela, arborele cotit. - parţi fixe: blocul cilindrilor, carterul, chiuloasa şi elementele
de asamblare.
        Elementele prezentate mai sus reprezinta mecanismul fundamental al motorului
cu ardere internă care realizează transformarea energiei termice în lucru mecanic.




                                  Fig.1.1 Mecanism motr în partru timpii.
          1-camă ce acţionează supapa de evacuare; 2 -bujie; 3 -camă ce acţionează supapa de admisie;
                 4 -supape; 5 -piston; 6 -bielă; 7-arbore cotit; 8 –cămaşă de apă pentru răcire.


                1.2 Pistonul

        Pistonul – elementul cel mai solcitat al mecanismului motor; asigură evolutia
fluidului motor în cilindru şi transmite arborelui cotit, prin intermediul bielei, lucru
mecanic rezultat din transformarea energiei chimice a combustibilului. Mişcarea
alternativă a pistonului generează variatiile periodice de volum a cilindrului, pentru
funcţionarea motorului. Această funcţionare implică o etanşeitate obţinută fără frecare
excesivă pe cămaşa cilindrului.
        Pistonul lucrează în condiţii de temperatură şi presiune ridicate fiind supus unor
importante solicitări mecanice și termice. În acelaşi timp sub efectul presiunii gazelor şi
al forţelor de inerţie, asociate cu dificultatea realizării unei ungeri lichide, lucrul mecanic
de frecare capătă valori însemnate determinând o intensă uzură a pistonului şi cilindrului.
        Îmreună cu bolţul de piston şi segmenţii, pistonul propriu-zis îndeplineşte
următoarele funcţiuni, absolut necesare pentru funcţionarea motorului: preia şi transmite


                                                      10
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


bielei forţa de presiune a gazelor şi lucru mecanic dezvoltat de acesta precum şi forţele de
inerţie; transmite cilindrului reacţiunea normală produsă de bielă; etanşează cilindrul în
ambele sensuri: împiedică scăparea gazelor înspre carter şi pătrunderea uleiului în camera
de ardere; preia şi evacuează o pare din căldura dezvoltată prin arderea combustibilului;
asigură reglarea cantităţii de ulei pe oglinda cilindrului. Primele doua funcţi sunt preluate
de piston împreună cu bolţul, care este organ de articulaţie, iar urmatoarele funcţiuni sunt
preluate de la piston împreună cu segmenţii. Pe lângă aceste funcţiuni, pistonul mai
îndeplineşte şi o serie de funcţiuni suplimentare, şi anume: conţine parţial sau integral
camera de ardere, crează o mişcare dirijată a gazelor în cilindru; este organ de pompare la
motoarele în patru timpi; este organ de distribuţie şi în unele cazuri de pompă pentru
balezaji la motoarele în doi timpi.
        Îndeplinirea acestir funcţii este asigurată de construcţia pistonului care se
compune din (fig.1.2): capul pistonului, regiunea port-segmenţi, mantaua, umerii
mantalei (locaşele bolţului). Distanţa de la suprafaţa capului la axa locaşului bolţului
reprezinta o cotă principală, numită înalţimea de compresiune.
        Capul pistonului preia presiunea gazelor şi închide spaţiul cu volum variabil al
camerei de ardere. Forma capului de piston trebuie să faciliteze arderea, fiind determinată
de tipul motorului şi al camerei de ardere.
        Regiunea port-segmenţi este partea de etanşarecare conţine canalele în care se
introduc segmenţii.
        Mantaua pistonului ghidează pistonul în mişcarea sa şi transmite pereţilor
culindrului forţa normală.




                                      Fig.1.2 Construcţia pistonului




                                                  11
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                  1.2.1 Condiți de funcționare

       Condiţiile funcţionării pistoanelor penteu motoare cu ardere internă sunt
determinate de tipul motorului: MAS -motor cu aprindere prin scânteie (oto); MAC –
motor cu aprindere prin comprimare (diesel); respecriv de particularităţile procesului de
umplere a amestecului, aprindere sau autoaprindere şi ardere, de solicitările termice etc.
            Puterea efectivă a motorului depinde de o serie de factori:

           P e=        =K                                   (1.1)


        pe -presiunea medie efectivă;
        Vs -cilindreea unitară;
        n -turaţia motorului;
        i -numărul de cilindrii ai motorului;
        Qi -puterea calorică inferioară a combustibilului;
        ηi -randamentul indicat al motorului;
        ηm -randamentul mecanic al motorului;
        Ca -consumul orar de aer;
        Lmin -cantitatea minimă de aer necesară pentru arderea teiretică
                completă a unui kg de combustibil;
        λa -coeficientul excesului de aer;
        K -numărul de timpi ai motorului;
        k -constanta care depinde de unitaţile de măsură.
Dependenţa puterii efective de consum orar de aer, exprimată prin relaţia 1.1, explică
eforturile la care fac pentru ca o cilindree executată să admită o cantitate cât mai mare de
aer.
        Pe de altă parte la MAS clasice cu carburetor sunt necedare, în funcţie de regimul
de funcţionare, atât amestecuri bogate cât şi sărace (λ>1,05), iar MAC funcţionează
numai cu amestec sărac la toate regimurile (λ=1,25...2,5).
              Turaţia motorului, aşa cum se observa din relaţia 1.1 depinde de aceiaşi
                factori.
        Procesele de lucru din camera de ardere a motorului cu aprindere prin comprimare
şi masele mari în mişcare fac dificilă mărirea turaţiei spre valorile realizate la motoarele
cu aprindere prin scânteie.
         Din aceste cauze, MAC cu injecţie directă are turaţii mai reduse decât MAC cu
injecţie indirectă a căror turaţie poate depăşi 5000 rot/min, turbulenţa reducând perioada
de întârziere la autoaprindere.
                 Trasătura fundamentală a arderii în MAS rezultă că în momentul
                     declanşării scânteii electrice amestecul combustibil-aer se află în stare


                                                  12
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                    de omogenitate, fără de care nu este posibilă apariţia focaruliu iniţial,
                    nucleul de flacară şi răspindirea flăcării în toate direcţiile, pâna la
                    cuprinderea în întregime a amestecului.
        Caracteristica principală a arderii la MAC o constituie apariţia nucleului de
flacără înainte ca amestecarea combustibilului cu aerul să fi avut loc. De aceea controlul
autoaprinderii combustibilului şi intensificarea procesului de realizare a amestecului aer-
combustibil constituie preocupări fundamentale în dezvoltarea MAC.
        Arhitectura camerei de ardere are o contribuţie însemnată la amestecarea rapidă şi
eficientă a aerului cu combustibil, asigurând mişcarea organizată a aerului. Numeroase
soluţii constructive realizate în vederea asigurării funcţionării corecte a MAC împart
camerele de ardere în:
-camere de ardere nedivizate (unitare - cu injecţie directă);
-camere de ardere divizate (împarţite).
În camera de arder nedivizată, injectorul asigură un jet de combustibil bine dozat în
camera de ardere unică delimitată de spaţinl dintre chiuloasă, cilindru si piston.
Combustibilul poate zi injectat în volum sau în peliculă. În primul caz jetul de
combustibil se injectează în masa de aer. În al doilea caz combustibilul combustibilul este
injectat pe suprafaţa unui perete cald.
        Pistonul corespunzător camerei de ardere cu injecţie în volum are capul modelat
după forma jetului (fig. 1.3. a.b.) pentru preveniri contactului cu pereţii reci. Jetul trebuie
să aibă o penetraţie rapidă, se folosesc injectoare cu mai multe orifici de injecţie,
presiunea de injecţie necesară Pinj=500 daN/cm2. Acest tip de injecţie se foloseşte pentru
motoarele de turaţie mai redusă.




                            a)                                 b)
            Fig.1.3 Forma capului pistonului pentru injecţie în volum la MAC

        Camera cupă (fig.1.4. a.b.) folosită la motoarele rapide de autovehicule,
concentrează aerul în jurul injectorului, proces ce usurează formarea amestecului şi
permite simplificarea sistemului de injecţie, nemaifiind necesară o penetraţie mare a
jetului pinj=180...250 daN/cm2.




                                                  13
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                         a)                                   b)
           Fig.1.4 Forma capului pistonului pentru injecţie peliculară la MAC

        Camerele de ardere unitare, datorită faptului că pierderile de căldură mai reduse şi
consumul de energie mai mic pentru organizarea mişcării aerului, determină o eficienţă
mai ridicată a procesului arderii, ilustrată de un consum specific de combustibil al
motorului mai mic şi o pornire mai uşoară.
        Dezavantajele camerelor de ardere unitare sunt legate de limitarea turaţiei
maxime, elasticitate mai mică a motorului, funcţionare mai dură şi mai zgomotoasă din
cauza vitezelor de creştere a presiunii. Necesită o masă mai mare a motorului din cauza
valorilor de presiune ridicate necesitând mai mult material folosit pentru rezistenţă.
        Camerele de ardere divizate sunt constituite din doua compartimente:
compartimentul cu volum constant (CVC) sau compartimentul separat (CS) plasat în
chiuloasa sau în blocul cilindrilor şi compartimentul de volul variabil (CVV) limitat
dechiuloasa, cilindru şi piston. Cele doua compartimente comunică între ele prin unul sau
mai multe canale. În acest caz se pot obţine turaţi ridicate comparabile cu MAS datorită
întîrzieri la autoaprindere.
     Raportul de comprimare la MAC nefiind limitat de procesul de ardere şi de
        solicitările termomecanice, atinge valori înalte (ε=22...23) contribuind astfel la
        creşterea randamentului termic. Prin creșterea raportului de comprimare, masa
        motorului creşte din cauza forţelor de presiune mai mari, care impun sporirea
        grosimii pereţilor organelor mecanismului motor. Raportul de comprimare mare
        cere o precizie de fabricaţie ridicată.
     Zgomotul mai mare produs de MAC datorat vitezei mari de creştere a presiunii
     şi a jocurilor mai mari dintre piston şi camaşa de cilindru, precum şi sistemului de
        injecţie, poate fi redus printr-o proiectare corespunzătoare a pistonului şi prin
        capsularea parţială a motorului.
     Ungerea pistonului şi a cilindrului în regim hidrodinamic este asigurată de
        vitezele mari de deplasare a pistonului pe portiunile medii ale cursei şi la turaţi
        mari, uleiul ajunge pe oglinda cilindrului proiectat de manetoane. În jurul
        punctelor moarte, viteza pistonului devine zero, se produce intreruperea filmului
        de ulei.
        Aceste conditi de ungere impun pistonului şi cilindrului materiale antifrictiune,
pentru prevenirea uzuri excesive şi prevenirea gripări.



                                                 14
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


       Uzarea pistonului este determinată de principalele tipuri de uzură: abrsazivă,
adezivă, de contact şi prin oboseală.

              1.2.2 Solicitările mecanice ale pistonului

        Solicitările mecanice sunt mult mai mari la pistonul MAC faţă de pistonul MAS,
acest lucru datorându-se forţelor ce acţionează asupra acestuia.
             Forța de presiune a gazelor (Fpg) (fig.1.5) este forta principală ce
                acţionează asupra pistonului şi produce cele mai mari deformaţii. Se
                calculează cu relaţia:
                                                                (1.2)

unde: p=pg-pcart
       pg –presiunea gazelor din cilindru;
       pcart –presiunea gazelor din carterul motorului, (egală cu presiunea mediului
înconjurător);
       D –alezajul cilindrului;




                           Fig.1.5 Forţa de presiune a gazelor, Fpg

           Forța de inerție (Fi) a organelor cu mişcare de translaţie acţionează
            dupăaxa cilindrului având sensul variabil în cursul unui ciclu, întodeauna
            invers acceleraţiei pistonului. Forţa de inerţi se determină pentru fiecare în
            parte: piston, bolţ şi segmenţii, se calculează cu relaţia:
                                                             (1.3)



                                                 15
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


unde: mt –masa redusă a pieselor în mişcare de translaţie;
      a –acceleraţia pistonului.
           Forța de frecare (Ff) are ntre piton segmnţii şi cilindru este în sens invers
             mişcarii pistonului, abând acelaşi sens cu forţa de presiune a gazelor, în
             anumite perioade ale ciclului şi sens contrar a acesteia în celelalte
             perioade. Forţa de frecare se neglijază în calculul motoarelor cu ardere
             internă.
           Forța de greutate (Fg) are valori neglijabile.
           Forța rezultantă (F) care acţionează asupra pistonului se obţine
             considerând acţiunea simultană cu forţele de inerţie şi a forţei de presiune
             a gazelor (fig.1.6).




                                       a)                       b)
                      Fig.1.6 Forţele ce acţionează asupra pistonului
                        şi influenţa dezaxării asupra forţei normale

        Forţa F este îndreptată de-a lungul axei cilindrului iar mărimea şi sensul ei se
schimbă în funcţie de mărimea şi sensul forţelor de inerţie Fip, care în prima jumătate a
cursei pistonului de la PMS la PMI sunt îndreptate în sus şi se opun mişcările pistonului.
        Descompunând forţa F pentru un unghi oarecare                  în RAC, apar două
componente: o componentă Fb dublă axa bielei şi o componentă normală pe axa
cilindrului FN.
        Forţa Fb solicită biela periodic la comprimare, întindere şi flambaj.
              Fb=                                            (1.4)
        Forţa FN apasă periodic pistonul pe peretele cilindrului şi dă naştere forţei de
frecare Ff dintre piston şi cilindru, respectiv segmenţi şi cilindru care duce la uzura
pieselor.


                                                 16
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


               FN=                                     (1.5)
        Pentru a mari durabilitatea la MAC se prefră soluţia cu biele lungi. Unele motoare
de putere se construiesc cu mecanism motor dezaxat pentru a reduce forţa normală FN şi
uzura pistonului şi a cilindrului.
        Forţa de frecare Ff produsă de forţa normală FN produce un moment de răsturnare
a pistonului în jurul axei de oscilaţie, care determină bascularea pistonului în PMS,
(fig.1.7).




                              Fig.1.7 Bascularea pstonului sub
                                  acţiunea forţelor FN şi Ff

        Deformarea pistonului (fig1.8), asupra acţiunii forţei normale FN, lucrează într-un
singur plan, pistonul este aplicat pe cilindru numai în planul de oscilaţie a bielei,
perpendicular pe axa locaşului bolţului. Mantaua este deformată de acţiunea reacţiunii
cilindrului sub forma unei elipse cu axa mare după axa locaşului bolţului.




                            Fig.1.8 Deformarea mantalei su acţiunea FN


                                                 17
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




       Când diametru mare al elipsei depăşeste diametrul cilindrului, apare pericolul de
blocare a pistonului sau de rupere a părţi de ghidaj a mantalei. Uzura mare a mantalei
duce la devierea axei verticale a pistonului şi a axei orizontale a canalelor de segmenţi
faţă de axa pistonului, acestea duc la uzura mărită a canalelor de segmenţi şi a
segmenţilor, precum și la consum mărit de ulei, şi la uzura grupului piston cilindru.

               1.2.3 Transferul de căldură prin piston

        În motoarele cu ardere internă, pe lînga solicitările mecanice apar şi solicitările
termice care reprezintă cel mai mult factorul ce limitează puterea dezvoltată de acestea.
Solicitările termice apar din doua cauze: transferul de căldură de la gaze la pereţii
camerei de ardere cât şi datorită frecărilor dintre ansamblu piston şi cilindru.
        Pistoanele motoarelor cu ardere internă se incălzesc (fig.1.9), datorită arderii
amestecului dintre combustibil-aer, care atinge temperaturi de 1800-2900 C. În procesu
de lucru tempereturile scad puternic, totuşi gazele de ardere la ieşirea din camera de
ardere au temperaturi ridicate de la 500-900 C. Cantitatea de caldură principală se
evacuează la nivelul regiuni port segment (RPS), în funcţie de motor şi de tipul motorului
segmenţi preiau între 50 şi 80%, o bună parte din căldură se evacuează prin manta
20...30%, restul se transmite uleiului de lubrefiere respectiv de răcire, bolţului şi bielei
motorului.




                             Fig.1.9 Fluxul de căldură prin piston


        Căldura transmisă pistonului într-un ciclu se determină pe baza relaţiei:
               Qp=     gpA(Tg-Tp)d                             (1.6)
unde:   Qp –cantitatea de căldură transmisă în intervalul de timp 0- ;
         gp –coeficient instantaneu de transmitere a căldurii de la gaze la pereţi;
        A –suprafaţa prin care se realizează transferul de căldură;


                                                  18
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


       Tg –temperatura instantaneie a gazelor;
       Tp –temperatura instantaneie a pistonului.
În cazul pistonului, suprafaţa a este constantă, fluxul de căldură prin piston este:
               q=      =   gp   (Tg-Tp)                                (1.7)
se mai numeşte şi densitatea fluxului termic reflectând solicitarea termică instantanee
(fig.1.10).




                            Fig.1.10 Schema transferului de căldură
                                      în camera de ardere

               1.2.4 Solicitările termice ale pistonului

        Determinarea analitică a temperatirii, pornind de la ecuaţia conducţiei termice în
regim staţionar, duce la concluzia că variaţia temperaturii în pereţii camerei de ardere este
rezultatul suprapunerii oscilaţiilor periodice ale temperaturii peste câmpul staţionar al
acestuia(fig1.11).
        Evacuarea de căldură din piston produce inevitabil un gradient de temperatură în
pereţii acestuia, cercetările analitice şi cele experimentale arătând că distribuţia
temperaturii în acest caz depinde de forma capului şi construcţia pistonului, precum şi de
o serie de factorii: turaţie, sarcină, raport de comprimare, avans, conductivitatea termică a
materialului pistonului, coeficienţi transferului de căldură.




                           Fig.1.11 Variaţia principală a temperaturii
                                    prin peretele pistonului


                                                  19
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




        Variaţia temperaturii la MAC este influenţată de foma capului pistonului
(fig.1.12) la MAS este mai puţin semnificativă, la pistoanele cu cap plat temperatura
scade de la centru la extremitate (fig1.13).




  Fig.1.12 Distribuţia temperaturii în capul pistonului la MAC pentru diferite forme ale
                                          acestuia




          Fig.1.13 Distribiţia temperaturii la un piston cu cap plat pentru MAS

        Supraâncălzirea pistonului peste valorile maxime admise, din anumite cauze cum
ar fii: suprapunerea tensiunilor datorită căldurii şi tensiunile dinamice datorate forţei
gazului duc la fisurii locale şi pe urmă la distrugerea locală a pistonului. Din această
cauză temperatura la suprafaţa pistonului nu trebuie să depăşască anumite valori, în
funcţie de materialul pistonului. Temperaturile variază la MAC în funcţie de tipul




                                                 20
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


camerei de ardere, un rol hotărâtor în funcţionarea motorului îl are temperatura pistonului
în canalul primului segment aceasta nu trebuie să depăşască 220-240 C.
        O influenţă importantă asupra stării termice o are marimea jocului dintre piston şi
cilindru în regiunea port-segment. O mărime a jocului de la 0,62 mm la 1,5 mm, la un
piston de =100 mm, duce la o creştere a temperaturii cu 50-55 C la suprafaţa
pistonului, şi deasupra primului canal de segment, precum şi o creştere cu 20-30 C sub
primul canal de segmen (fig1.14).




                 Fig.1.14 Influenţa jocului în RPS asupra temperaturii pistonului

        Temperatura pistonului este puternic influenţată de numărul de segmenţi şi mai
ales de poziţia lor în raport cu suprafaţa superioară a capului pistonului (fig.1.15).
Mărimea numărului de segmenţi sau ridicarea lor mai aproape de capul pistonului,
determină descărcarea termică în RPS. Cercetările arată că distanţa de la capul pistonului
pâna la primul segment poate fi redusă până la (0,07-0,10)D, ceea ce va duce la o scădere
a temperaturii întregului piston.




                            a)                                      b)
           Fig.1.15 Dependenţa temperaturii pistonului în funcţie de numărul
                  de segmenţi şi de poziţia lor faţă de capul pistonului




                                                 21
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


        Camerele de ardere divizate aveau temperaturi mai ridicate în zona primului
segment faţă de cele cu injecţie directă, dependenţa temperaturii pistonului depinde şi de
coeficientul de exces de aer, de diamertul cilindrului şi de raportul de comprimare .
        Solicitările termice considerabile la este supus pistonul de către gazele de ardere
supraâncălzite se manifestă în special în zona capului pistonului şi regiuni port-segmanţi.
Există astfel următoarele zone periculoase de temperatură:
              zona capului, ca urmare a încălziri mai pronunţate, are loc reducerea
                rezistenţei mecanice a materialului;
              zona primului segment şi a RPS, unde este posibilă apariţia cocsării
                segmentului;
              zona mantalei, unde uleiul trebuie să posede o capacitate portantă ridicată.
        Gradienţi de temperatură care apar sunt mai mari la pistoanele din oţel, din cauza
conductivităţi termice mai reduse decât la pistoanele din aluminiu. Soluţia optimă este
realizarea pistoanelor cu cap compus.
        O consecinţă a încălzirii pistonului (fig1.16) este şi deformarea lui în zona capului
pe direcţie radială în formă de elipsă, dilatarea este inegală axa mare a elipsei este pe
direcţia axei bolţului. Dilatarea longitudinală dă pistonului o formă tronconică,
determinînd apariţia pericolului de gripaj şi compromiţind aşezarea corectă a segnenţilor
faţă de suprafaţa cilindrului, prin înclinarea planelor canalelor de segmenţi faţă de axa
cilindrului.




                  Fig.1.16 Deformarea pistonului datorită supraâncălziri

               1.2.5 Soluți constructive pentru capul pistonului

        Construcţia pistoanelor motoarelor cu ardere internă diferă în funcţie de tipul
motorului, condiţiile de lucru ale pistoanelor şi solicitările termomecanice la care sunt
supuse.



                                                  22
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


        Forma capului pistonului este direct legată de construcţia camerei de ardere şi
diferenţiază diferite tipuri de pistoane.
        La MAS în patru timpi se utilizează de obicei pistoanr cu capul plat (fig.1.17. a),
suprafaţa de schimb de căldură este minimă, iar fabricaţia este simplă. Piston cu cap
convex (fig.1.17. b), au o bună rezistenţă, dar au o suprafaţă mai mare de schimb de
căldură şi fabricaţie mai costisitoare. Forma concavă a capului pistonului (fig.1.17. c),
formează camera de ardere în formă smisferică, dar are dezavantajul că în concvitate se
poate acumula ulei formind calamină.




                      a)                      b)                     c)
                      Fig.1.17 Forme ale capului pistonului pentru MAS

       Motoarele în doi timpi au pistoane cu cap bombat sau profilat (fig.1.18 a,b,c),
pentru că pistonul trebuie să îndeplinească rolul de organ de distribuţie a gazelor.




                  a)                         b)                          c)
           Fig.1.18 Forme ale capului pistonului pentru motoarele în doi timpi

        La MAC forma capului pistonului se apropie de cea plană, la cele cu cameră de
ardere divizată şi au formă profilată pentru cele cu injecţie directă în formă de cupă
(fig.1.19. a,b,c,) în funcţie de forma jetului de carburant.




          a)                    b)              c)                d)                            e)
                      Fig.1.19 Forme ale capului pistonului pentru MAC


                                                   23
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




La MAC cu raport mare de comprimare există pericolul de lovire dintre supapă şi piston
în PMS, deoare ce în timpul procesului de evacuare supapele sunt parţial deschise, acest
inconvenient se pote evita prin evazarea capului pistomului în dreptul supapelor pe o
anumită adâncime (fig.1.20).




                Fig.1.20 Evazarea capului pistonului în dreptul supapelor

        Pentru o mai bună rezistenţă în timpul funcţionării, canalul primului segment îşi
pierde mai uşor duritatea şi suportă atacurile agenţilor corozivi, o soluţie eficientă de
protecţie a lui o constituie utilizarea unor insercţi din metal, de forma unui inel sau disc
inelar (fig.1.21). pentru o mai bună rezistenţă armătura canaluli se realizează din fontă
austenitică, Ni sau Mg.




                               Fig.1.21 Armarea canalelor de segmenţi

        În funcţi de materialul folosi prntru piston şi temperatura de pe suprafaţa capului
pistonului, nu trebuie să depăşască anumită valoare limită. La aceste pistoane este
necesară răcirea forţată cu ulei a capului pistonului şi a regiuni port-segmenţi (fig.1.22).
O soluţie pentru descărcarea termică este şi folosirea unui număr mai mare de segmenţi
sau ridicarea primului segment spre capul pistonului.




                                                 24
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                  Fig.1.22 Soluţi pentru pistoane cu răcire suplimentară


               1.2.6 Soluții constructive pentru mantaua pistonului

       Transmiterea forţei normale FN este asigurată de o parte a mantalei, pe care
presiunea se distribuie uniform pe un sector 80-100 RAC (fig.1.23. a,b), forţa normală
lucrează într-un singu plan. Deoarece suprafaţa laterală pe sectorul        nu preia forţă
portantă şi pentru reducerea masei pistonului, frecarea şi pericolul de gripaj, mantaua se
evazează în dreptul bolţului (fig.1.23. c).




                     a)                          b)                        c)
        Fig.1.23 Distribuţia presiunii care acţionează asupra mantalei pistonuluui

        Această consecinţă duce la ovalizarea mantalei, creşterea ovalizării duce la o
scăpare de gaze în carterul motorului. Ovalizarea maximă admisă pentru un piston cu
diametrul de D pină la 100 mm este de o =(0,1...0,25) mm. În cazul pistoanelor rigide, se
prevede ovalizarea pe toată lungimea pistonului, ovalitatea maximă fiind în dreptul
umerilor bolţului, iar cea minimă la marginea inferioară a mantalei.
        Pentru a realiza un joc optim în zona mantalei se folosesc pistoane autoterme, se
utilizează inserţi din metal cu coeficient mic de dilatare invar (fig.1.24), (un conţinut de
36% Ni şi 64% Fe, coeficient de dilatare de 30 de ori mai mic decât al aluminiului) şi oţel
de calitate.



                                                 25
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


Invarul este îngropat în regiunea bosajelor, iar cele de oţel sunt fixate pe conturul
pistonului (fig.1.25).




                           Fig.1.24 Inserţi de invar pentru pistoane




                            Fig.1.25 Inserţi de oţel pentru pistoane

               1.2.7 Soluții constructive pentru locașurile pentru bolț

        Înalţimea axei bolţului se plasează în funcţie de:
             Reducerea basculării pistonului, impune plasarea axei locaşurilor în centru
                de greutate al pistonului;
             Uniformizarea repartiţiei reacţiunii cilindrului impune plasarea axei la
                jumătatea înalţimi mantalei.
        Pentru atenuarea de basculării, la motoarele moderne se dezaxează locasul
bolţului cu o distanţă e = (0,014...0,025)D, în sensul forţei normale, dezvoltată în cursa de
destindere, iar momentul de basculare nu îşi schimbă semnul în PMS, dar are valori mari.
        Pentru împiedicarea deformării locaşului de bolţ, a capului şi a canalului de
segmenţi, locaşul bolţului trebuie să aibă o rigiditate marită, acest inconvenient se
realizează prin realizarea unor nervuri sub diferite forme (fig.1.26)




                                                  26
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                       Fig.1.26 Soluţi pentru rigidizarea locasului pentru bolţ

               1.2.8 Construcția pistoanelor moderne

         Pistoane cu cap compus –pentru adaptarea pistonului la solicitările mecanice,
termomecanice, rezistenţă la uzură şi rezistenţă la coroziune. Pentru asamblarea capului
pistonului de cealaltă componentă, este nevoie de elemente de legatură (suruburi), acestea
pot fi însurubate din exterior, din intreior sau centat.
         Soluţi noi pentru pistoane o reprezintă pistonul cu cap încrucisat, (fig.1.27. a),
pistonul Elebett (fig.1.27. b) şi pistoanele folosite în Formula 1 (fig.1.27. c), acestea
trebuie sa reziste la turaţi înalte 14.000 – 20.000 rot/min, se folosesc materiale speciale şi
construcţie simlpă.




                       a)                     b)                              c)
                             Fig.1.27 Solutii moderne de pistoane

               1.3. Segmenți

                1.3.1 Analiza funcțională
        Scopul principal al segmenţilor este de a etanşa camera de ardere. Segmenţii sunt
înpărţiţi în doua categorii:
              Segmenţi de compresie –împiedică scăparile de gaze din camera de ardere
                spre carterul motorului;
              Segmenţii de ungere (raclori), asigură ungerea cămăşi de cilindru şi
                împiedică intrarea uleiului în camera de ardere.



                                                  27
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


Primul segment numit şi segmentul de foc preia o cantitate însemnată din presiunea
gazelor în jur de: p1= 25% din pg, iar ultimul segment preia doar: pn 3% din pg.
        Pentru o mai bună etanşeitate a camerei de ardere se realizează la motoarele cu
turaţi înalte, pentru că timpul de scurgere a gazelor prin intersecţiile segment-canal se
micşorează. Acesta este motivul pentru care MAS-ul funcţionează la turaţi mai ridicate
decît MAC-ul şi cu un număr de segmenţi mai redus.
        Un dezavantaj care apare la segmenţii de compresie în timpul funcţionării îl
reprezinta fenomenul de pompaj, care are ca urmare introducerea treptată unei cantităţi de
ulei în camera de ardere. Pentru a evita pătrunderea uleiului în camera de ardere se
folosesc segmenţi torsionaţi (fig.1.28), care în timpul funcţionării reduc intensitatea
efectului de pompaj.




                            Fig.1.28 Tipuri de segmenţi torsionaţi

        O comportare bună în exploatare asigură şi segmenţii confecţionaţi din tablă
sibţire cu grosime de pînă la 0,7 mm de oţel, etanşarea prin efect de labitint este mai
eficientă (fig.1.29).




                        Fig.1.29 Tipuri de segmenţii din tablă subţire

       Pentru asigurarea unei temperaturi optime de funcţionare a primului segment de
compresie, trebuie acţionat asupra ungerii, temperaturii cilindrului şi scălării gazelor, care
trebuie astfel reglate încât să nu conducă la temperaturi mai mari de 250 C pentru
segment, regimul de funcţionare continu. În regim de sarcină temperatura primului




                                                  28
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


segment de compresie pote să atinga valori de 300...320 C, regim intermitent de
funcţionare.
        Segmenţi de ungere (raclori), asigură reglarea şi raclarea uleiului pe peretelui
cilindrului, astfel încât să asigure necesarul de ulei în partea superioară a pistonului,
menţinîn totodată şi consumul de ulei al motorului la valori admisibile (1...2 g/kWh).
        Segmenţi raclori sunt cu secţiune unitară și cu secţiune radială, performanţi sau
segmenţi constituiţi din două inele aceştea din urmă pot fi perforaţi sau cu expandor.

               1.3.2 Construcția segmenților

       Segmenţii de compresi se realizează cu secțiune dreptunghiulară, prezintă ce mai
simplă tehnologie de execuţie (fig.1.30).




                 Fig.1.30 Tipuri de segmenţii cu secţiune dreptunghiulară

         Dezavantajul apare la alegerea unei grosimi radiale mărite ce duce la reducerea
elasticităţii segmentului ceia ce măreşte fregvenţa ruperilor şi adaptabilitate mai redusă la
ovalizarea cilindrului.
         Segmenţi de ungere performanţi (fig.1.31), sunt prevăzuţi cu degajarea D si cu un
număr de orifici O, ceia ce duce la creşterea înalţimi segmentului.
         Capetele segmentului se prelucrează prin diferite variante (fig.1.32). Fanta se
măsoară după introducerea segmentului într-un cilindru, diametrul            mm, iar unghiul
  se alege între 45 sau 30 de grade.




                          Fig.1.31 Segmenţi de ungere performanţi


                                                  29
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                  Fig.1.32 Variante de prelucrare a capetelor segmenților

               1.3.3 Materiale pentru segmenții

       Condiţile tehnice impuse segmenţilor sunt: etanşeitate şi durabilitate
corespunzătoare, sunt satisfăcute de fontă, în cazuri mai speciale se utilizează şi oţelul.
    Fonta cenuşie perlitică cu gtafit lamelar, cu următoarele caracteristici:
     rezistenţă la rupere la încovoiere de circa 40 daN/mm2;
     modul de elasticitate E=9000...12000 daN/mm2;
     duritate 200...250 HB.
Asigură o bună comportare a segmenţilor în exploatare.
       Fonta perlitică cu grafit nodular îmbunătaţeste caracteristicile mecanice ale
materialului, se recomandă pentru motoare rapide. Segmenţi sinterizaţi au avantajul că,
reprezintă o rezistenţă mărită la uzură, datorită porilor superficiali care reţin uleiul de
ungere, însă au un preţ de fabricaţie ridicat.
       Durabilitatea segmenţilor poate fi mărită prin acpoerire cu materiale dure, au
avantajul că reduc uzura segmentului, sau materiale moi care avantajază rodajul.
       Cromarea poroasă constituie o acoperire cu strat dur (570...1250 HB), care reduce
uzura segmentului, constituie un procedeu considerabil se recomandă pentru segmentul
de compresie, care funcţionează la temperaturi înalte.

               1.4 Bolțul

               1.4.1 Analiza funcțională a bolțului

        Bolțul este elementul de legătură dintre piston și bielă, face posibilă mișcarea
relativă a celor doua piese. Montarea boltului se face de obicei liber în piston si în bielă,
asigurând o uzură uniformă a celor două piese. Bolțul transmite forțe variabile ca marime




                                                  30
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


și sen în timpul funcționări, aceste forțe deformează bolțul atât după axa longitudinală cât
și în plan tranversal (fig.1.33).




                    Fig.1.33 Deformarea bolțului în timpul funcționării

        Bolțul trebuie să aiba o rezistență ridicată la solicitările de încovoiere variabile și
cu soc, dar în același timp rebuie să posede o masă redusă, pentru a nu spori mărimea
forței de inerție. În exploatare bolțul se uzează puțin dacă se respectă jocul impus la
montaj și se asigură o ungere corespunzătoare.
        Ungerea bolțului se asigură prin: ceața de ulei care se formează sub capul
pistonului; uleiul raclat de segmenți, care se deplasează axial pe suprafața bolțului și
ungerea continuă, realizată prin mișcarea alternativă de translație a bolțului în limitele
jocului care produce pomparea uleiului în jurul bolțului.




               1.4.2 Construcție și materiale pentru bolț

       Bolțurile cele mai utilizate sun cele cu formă de secțiune constantă (fig.1.34).
Pentru fixarea bolțului se utilizează inele elastice sau capace din aliaj de aluminiu.
       Materialele utilizate pentru construcția bolțului sunt oțelurile alite de cementare
(Cr, Mo, Ni, V). Pentru calitatea suprafeței se recomandă o rugozitate de 0,1...0,2 m.




                         Fig.1.34 Diferite tipuri de forme ale bolțuri


                                                  31
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                     Capitolul 2
        PROIECTAREA GEOMETRICĂ A PISTONULUI

               2.1 Stabilirea dimensiunilor principale ale pistonului

        Acestea se stabilesc pe baza tipului și performanțele motorului au rolul de a
permite o funcționare fără bătaie a pistonului în timpul funcționării, bătaia pistonului
duce la uzura excesivă a motorului. Acest inconvenient se diminuează ptin jocul
pistonului, acesta se stabilește la cald penrtu a se evita griparea în timpul funcționări și
pentru a permite o ungere corespunzătoare. În literatura de specialitate se apreciază că
jocul de la care începe bătaia pistonului este =0,0015D, (D – reprezintă diametrul
pistonului).
        Dimensiunile pistonului sunt date în (tabelul 2.1). Pemtru a stabili variația
dimensiunilor la diferite orizonturi, profilul longitudinal al pistonului se poate realiza prin
diferite variante.
        Profilul pistonului este variabil în planul tranversal, avind forma eliptică cu axa
mică pe direcția bolțului și ovalitatea maximă în dreptul umerilor bolțulu.
                                                                                    Tabelul2.1
                Dimensiunea                                           MAS
                                                              (D = 65...100 mm)
Lp –lungimea pistonului                                           (0,8...1,1) D
Lm –lungimea mantalei                                             (0,5...0,8) D
Hc –înălțimea de comprimare                                       (0,5...0,7) D
h –înălțimea de protecție a segmentului de                      (0,06...0,12) D
foc                                                            (0,035...0,045) D
hc –grosimea flancului                                            (1,5...2,5) D
h1 –grosimea flancului primului segment                         (0,08...0,10) D
  -grosimea capului pistonului
Dimensiunile constructive ale pistoanelor (D -alezajul cilindrului)

       Pe baza stabilirii dimensiunilor principale se face desenul de execuție al
pistonului, dimensiunile pistonului pentru varianta motorului ce echipează DACIA
LOGAN 16 MPI cu capacitatea cilindrică de 1598 cm3, sau stabilit urmatoarele
dimensiuni ale pistonului (fig.2.1).
       Se pleacă de la dimensiunea alejazului în care va vi montat pistonul avînd
valoarea de 79,5 mm. În vederea stabiliri jocului se realizează calculul motorului pornind
de la parametri și performanțele motorului. Calculul se face în programul Matchad
folosind si la o simulare în element finit realizată în programiul SolidWorks.
       Dupa stabilirea deformațiilor se alege materialul să reziste la solicitări, să aiba o
prelucrare mecanică usoară, în vererea diminuări costului de producție să nu fie ridicat.



                                                  32
UTC-N       Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




              Parametri motorului:

Capacitate cilcindrică -1598 (cm2);
Alezaj x cursă -79,5 x 80,5 (mm);
Număr de cilindri -4;
Raport de comprimare -9,5:1;
Număr de supape -8;
Putere mximă /turația -64/90/5500 (Kw/CP/rot/min);
Cuplu maxim /turația -128/3000 (N/m/rot/min);
Timp de injecție –electronică, multipunct;
Carburant –benzină fără plumb;




                      Fig.2.1 Dimensiunile principale ale pistonului




                                                33
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


               Calculul termic al motorului Dacia Logan 16 MPI

              Parametri inițali:
-putrea motorului
        Pe=             (2.1)
        Pe=66,176       [Kw]

-turația motorului
        n=5500          [rot/min]

-numărul de cilindrii
      i=4

-temperatura inițială
       T0=279         [K]

-presiunea inițială
       p0=1 105         [Pa]

-temperatura gazelor reziduale
       Tr=900         [K]

-presiunea gazelor reziduale
       pr=1,1*105      [Pa]

-coeficientul de exces de aier
         =0,95

-raportul de comprimare real
         =9,7

                Parametrii procesului de schimb de gaze
-presiunea la sfârșitul cursei
       pa=0,85 105 [Pa]

-prâncălzirea amestecului
         T=23         [k]

-coeficientul de pstumplere
        vp=0,89



                                                  34
UTC-N           Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-coeficientul gazelor reziduale
         r=                                 (2.2)
         r=0,052


-temperatura la sfâtșitul admisiei
        Ta=                        (2.3)
        Ta=348,627        [k]

-coeficientul de umplere
         v=                                 (2.4)
         v=0,683


              Parametrii prcesului de comprimare
-se adoptă pemrtu coeficientul politropic de comprimare valoarea (adiabatic)
       n1=1,35

-presiunea la sfârșitul comprimării
       Pc=pa n1               (2.5)
                     6
       pc=1,826 10            [Pa]
-această valoare se compară cu valoririle admisibile pc=10-20 105 [Pa]
-temperatura la sfârșitul comprimării
       Tc=Ta n1-1             (2.6)
       Tc=772,203             [k]

              Parametrii procesului de ardere
-compoziția benzinei:
cb=0,854      hb=0,142      ob=0,004       Qi=43890 [Kj/Kg]

-coeficientul de utilizare al căldurii
         =0,8

-masa molară a combustibilului
        Mb =                       (2.7)

-aerul minim pentru arderea unui Kg de combustibil
        Lmin=                                        (2.8)
        Lmin=0,507                 [kmol,aer/kg,comb]




                                                    35
UTC-N           Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-cantitatea reală de aer necesară arderii combustibilului
        Lb=      min           (2.9)
        Lb=0,482

-cantitatea de încărcătură proaspătă la 1 kg de combustibil
        M1=       min+Mb               (2.10)
        M1=0,491               [kmol/kg,comb]

-coeficientul teoretic de variație molată a încărcăturii proaspete

         0=                                 (2.11)
         0=1,066


-coeficientul real de variație molar a încărcăturii proaspete
         f=                        (2.12)
         f=1,066


-căldura specifică molară medie a gazelor de ardere
                            -4
       C2mv=                      c          (2.13)
       C2mv=23,263            [kj/kmol k]

-căldura specifică molară medie a amestecului inițial
       C1mv=20+17,4 10-3 Tc                 (2.14)
       C1mv=33,436           [kj/kmol k]

-căldura degajată la ardere incomplectă
       Qai=Qi-6100(        )          (2.15)
                      3
       Qai=4,359 10            [kj/kmol k]

-temperatura degajată la sfârșitul arderii incomplecte

        Tz=                                          (2.16)
        Tz=3,778 103               [k]

-presiunea la sfârșitul arderii
        pz=pc                      (2.17)
        pz=9,492 106               [Pa]




                                                     36
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-ținând cont de rotunjirea diagramei presiunea devine
          z=0,8                –coeficientul de corecție al presiunii
        pz1= z pz              (2.18)
                     6
        pz1=7,593 10           [Pa]

               Parametrii procesului de destindere
-se adoptă coeficientul politropic al destinderii
       n2=1,24

-presiunea la sfârșitul destinderii
        Pb=                       (2.19)
                         5
        Pb=5,672 10               [Pa]

-temperatura la sfârșitul destinderii
        Tb=                       (2.20)
                     3
        Tb=2,19 10                [k]

               Parametrii principali ai motorului
-coeficientul de rotunjire al diagramei
         r=0,98


-randamentul mecanic
        m=0,8


-puterea medie a ciclului teoretic
        pic=                                                                   (2.21)
        pic=8,26 105              Pa

-presiunea medie indicată
       pi= r pic                  (2.22)
       pi=8,095 105               [Pa]

-randamentul indicat al motorului
       Rm=8,314              -randamentul mecanic al motorului
         i=Rm                              (2.23)
         i=0,327




                                                    37
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-presiunea medie efectivă
       pe= m pi                     (2.24)
       pe=6,476 105                 [Pa]

-randamentul efectiv al motorului
        e= m   i             (2.25)
        e=0,262


-consumul specific de combustibil
        ce=                         (2.26)
        ce=313,366                  [g/kW h]

                Dimensiunile fundamentale ale motorului
Se adoptă din fișa tehnică:
-raportul cursă/alezaj
        -cursa         S1=80.5      [mm]
        -alezaj        D=79.5       [mm]
           =               (2.26)
           =1,013

-capacitatea cilindrică totală
       Vt=1,298                [l]

-capacitatea cilindrică unitară
        Vh=                (2.28)
        Vh=0,4             [l]

-viteza maximă a pistonului
                      -3
        wm=                         (2.29)
        wm=16,1                     [m/s]

-puterea litrică
        p1=                         (2.30)
        p1=41,412                   [kw/l]




                                                   38
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


               Calculul pistonului
-diametrul și cursa pistonului
       D=79,5                  [mm]
       S1=80,5                 [mm]

-înălțimea de compresie
        L1=0,65 D               (2.31)
        L1=51,675               [mm]

-lungimea mantalei
       Lm=0,8 D                 (2.32)
       Lm=63,6                  [mm]

-lungimea pistonului
       Lp=1,1 D                 (2.33)
       Lp=87,45                 [mm]

-diametrul interior al pistonului
       Dci=51                  [mm]

-diametrul interior al mantalei
       Dim=68                  [mm]

-grosimea mantalei
       gm=0,0343 D              (2.34)
       gm=4,372                 [mm]

-distanța de protecție a segmentului de foc
        h=0,1 D               (2.35)
        h=7,95                [mm]

-distanța dintre canalele de segmenții
        hf=0,055 D             (2.36)
        hf=4,372               [mm]

-îmălțimea camalelor pentru segmenții
       hf1=4         [mm]




                                                 39
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-grosimea capului pistonului
        1=0,09 D             (2.37)
        1=7,155              [mm]

-diametrul exterior al bolțului
       deb=0,28 D               (2.38)
       deb=22,26                [mm]

-diametrul exterior al locașului bolțului
       dEb=0,4 D               (2.39)
       dEb=31,8                [mm]

                Proprietățiile materialului folosit la turnarea pistonului (Si18CuMgNi)
 =2,68                 [g/cm3]                 -densitatea
E=3,1 109              [N/mm ] 2
                                               -modulul de elasticitate
 1=130                 [w/m k]                 -conductivitatea termică
          8
 c=3,5 10              [Pa]                    -tensiunea admisibilă la compresiune
                               2
 i=830                 [N/mm ]                 -tensiunea admisibilă la încovoiere
                               2
 0=300                 [N/mm ]                 -tensiunea admisibilă la oboseală
Tmax=1800              [k]                     -temperetura maximă de utilizare
          -6
 p=3,3 10              [1/grd]                 -coeficientul de dilatare termică

              Calculul de verificare al pistonului
-presiunea maximă din timpul arderii este egală cu presiunea exercitată asupra pistonului
       pmax=7                [N/mm2]

-efortul unitar în capul pistonului
         m=0,75(pmax-1)     (    )2                 (2.40)
         m=57,158                                   [N/mm2]

-presiunea specifică pe manta
        Nmax=0,1 pmax                      (2.41)
        Nmax=3,475 103                     [N]
        Aev=(Lm-5) 68                      (2.42)
        Aev=3,985 103                               [mm2]
        pmt=                               (2.43)
        pmt=3,243                          [N/mm2]           (4...7 daN/cm2 pentru torsiune)




                                                    40
UTC-N               Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-diametrul pistonului la montaj
       -coeficientul de dilatare termică
                           -6
                 c=10,7 10            [1/grd]

         -temperatura pistonului și a cămășii de cilindru în timpul funcționării
                tp=310+273,15
                tp=583,15               [k]
                tc=150+273,25
                tc=423,15               [k]

         -temperatura de montaj
                t0=20         [k]

         -jocul la montaj la rece
                   =0,004 D                     (2.44)
                   =0,318                       [mm]
                     Dp=                                 (2.45)
                     Dp=79,377                           [mm]

            Distribuția tempereturii pe profilul longitudinal al pistonului
                3
Tg=3,722 10        [k]
pe=39700           [w]
D=0,073            [m]
 =150              [w/m2 k]
  0,4              -coeficientul care ia în calcul natura materialului și temperetura
Qp=                           (2.46)
Qp=2778                       kj/kmol k
Ap=       1,1                 (2.47)
Ap=4,604 10-3                 [m2]
  gpm=205                     [w/m2 k]
  c=10
i=1...11
Ti=Tg-                                 )                 (2.48)




                                                         41
UTC-N   Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                                              Tabelul 2.2
                               Ti=              x i=
                             661,133             0
                              657,11          0,001
                             653,088          0,002
                             645,042          0,004
                             645,042          0,004
                              641,02          0,005
                             636,997          0,006
                             632,974          0,007
                             628,952          0,008
                             624,929          0,009
                             620,906           0,01




                                            42
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


        Distribuția temperature pe profilul longitudinal al pistonului, ne arată că partea
cea mai solicitată termic este capul pistonului și temperetura scade în partea inferioareă a
mantalei.
        În urma rezultatelor obținute în element finit, a rezultat un coeficient de siguranțâ
c=1,2860 verificarea sa făcut la 34192 de noduri. În urmatoarele trei figuri pe linga
tensiunea echivalentă Von Mises se observă o deformație corspunzătoarei scalei
1mm=0,01mm. Tensiunea este prezentată în (fig.2.2 a, b, c) pentru mai multe poziți de
ale pistonului pentru a se observa solicitările maxime în mai multe plane.




                   Fig.2.2 a) Tensiunea echivalentă în capului pistonului




            Fig.2.2 b) Tensiunea echivalentă cu privire la orificiilor de ungere



                                                  43
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                Fig.2.2 c) Tensiunea echivalentă din zona umerilor bolțului

        Pe baza calculelor au rezultat următoarele dimensiuni principale ale pistonului:

D = 79,5[ mm] –alezajul cilindrului;
Lp = 79,5 [mm] –lungimea pistonului;
Lm = 55,65 [mm] –lungimea mantalei;
h = 7,95[ mm] – înalțimea de protecție a segmentului de foc;
Hc = 47,7 [mm] –îmălșimea de compresie;
hc = 3,18[ mm] –grosimea flancului segmentului;
hc1 = 159 [mm] –grosimea flancului primului segment;
  = 7.155 [mm] –grosimea capului pistonului;
Gmanta = 2,783 [mm] – grosimea mantalei pistonului.

      2.2 Stabilirea toleranțelor și ajustajelor pentru piston și încadrarea în grupe
dimensionale și masice

        Particularitățile funcționale și constructive impun pentru execuția pistoanelor
condiți tehnice referitoare la precizia dimensională, precizia formei, precizia de dispunere
reciprocă a elementelor geometrice și calitatea suprafeței prelucrate.
        Cunoscind diametrul nominal D1 celelalte dimensiuni D2...D5 se stabilesc pe baza
profilului longitudinal și tranversal la profilului pistonului, ținând seama de jocurile la
rece aceptate. Ovalitatea admisă în cazul pestoanelor rotunde este de 15 m; toleranța la
dezaxarea lezajului bolțului față de axa pistonului este de 0,3% din diametrul pistonului;
ovalitatea maximă admisă în plan vertical respectiv în plan orizontal este de 30%,
respectiv 40% din valoarea toleranței totale a alezajului pentru bolț; abatera de la



                                                  44
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


perpendicularitate dintre axa bolțului și axa de simetrie a pistonului trebuie să fie cuprinsă
între 0,03 și 0,04 mm /100 mm, (fig.2.3).
        Suprafața mantalei pistonului trebuie să se încadreze în clasa de precizie de
prelucrare corespunzătoare clasei a 5-a de precizie, din motive de economicitate a
prelucrării, aceste sunt încadrate în grupe de dimensiuni (tabelul 2.2).
        Masa pistonului trebuie să aibă o valoare cât mai mică pentru reducerea forțelor
de inerție. Micșoratea masei se poate obține prin utilizare în construcția de pistoane a
aliajelor usoare, evazarea și degajarea acelor părți care nu transmit efort, micoșorarea
grosimi pereți pistonului, reducerea înălțimi pistonului. Pentru evitarea dezechilibrări
motoarelor policilindrice se montează pistoane numai din aceiași grupă.




                                                                                            Tabelul 2.3
                                                         Piston motor
                                                    DACIA LOGAN 16 MPI
                                       Diametrul nominal              Marca
                                              sau
                                        Greutatea (Kg)
   Grupa de dimensiuni                    79,5-0,06-0,08               A
       a pistonului                       79,5-0,04-0,06               B
                                              -0,02
                                          79,5 -0,04                   C
                                          79,5-0,00-0,02               D

                                           0,364 – 0,368                                1
                                           0,368 – 0,372                                2
    Grupa de sortare a                     0,372 – 0,376                                3
         pistonului                        0,376 – 0,380                                4
în funcție de masa lui (Kg)                0,380 – 0,384                                5
                                           0,384 – 0,388                                6
                                           0,388 – 0,392                                7

   Grupa de dimensiuni                      20+0,009+0,006                           Roșu
   pentru gaura de bolț                     20+0,006+0,003                            Alb
                                            20+0,003+0,000                           Negru
Sortarea pistoanelor în grupe dimensionale și masice




                                                  45
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                   Fig.2.3 Condiții tehnice pentru execuția pistoanelor

               2.3 Alegerea materialului pentru piston.

        Cel mai avantajos față de condițiile de funcționare a pistonului, sunt aliajele de
aluminiu, au avantajul față de fontă pentru ca au o conductivitate termică mai ridicată,
densitate mai mică, protecție antifricțiune superioară și unizare mei ușoară. Prezintă
dezavantajul că au rezistență mecanică mai redusă, coeficient de dilatare mai ridicat și
costul mai ridicat.
        Aliajele de aluminiu pentru pistoane reprezintă o combinare judicioasă a
elementelor de aliere principală (Si, Cu, Mg, Ni) cu elementele de aliere secundare (Fe,
Ti, Mn, Zn), în vederea obțineri unui material care să satisfacă condițiile impuse. Siliciu,
cuprul și magneziul măresc rezistențe la tracțiune a aliajului și reduc alungirea, iar
nichelul mărește rezistența la temperatură. Fierul formeaxă cu aluminiul cristele dure
rezistente la uzură, iar titanul determină o cristalizare fină a aliajului.
        Aliajele de aluminiu se împart după elementele de aliere în două grupe de aliaje:
aliaje pe bază de siliciu grupa Al-Si-Cu-Mg-Ni (silicum) și aliaje pe bază de cupru Al-
Cu-Ni-Mg (aliajeY). Aliajele hipereutectice corespund cel mai bine cerinței de a avea un


                                                 46
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


coeficient de dilatare cît mai apropiat de cel al cilindrului. Datorita acestui fapt jocurile la
rec sunt mai mici, din această cauză uzura bolțului și segmenților este mai redusă. Aceste
aliaje sunt dificile de turnat și de aceia se adaugă sodiu pentru a reduce pericolul de
apariție a crăpăturilor, dar reduce rezistența la oboseală termică.
        În uma calculelor și referințele făcute mai în sus rezultă că materialul pentru
producția de pistoane pentru varianta Logan echipată cu motoate de 1.6 MPI, este un aliaj
de aluminiu hipereutectic pentru turnare în cocilie și tratament termic, ATC STAS
201-71 Si18CuMgNi.
        Mărcile echivalente pentru materialul ales sunt: KS281,1; MAHLE138;
NURAL1761.


               2.4 Tratamente termice și acoperiri de protecție pentru piston

        În funcție de procesul de fabricație al pistonului, pistoanele din aliaj de aluminiu
sunt supuse unor tratamente termice în vederea măririi rezistenței la tracțiune și oboseală,
a elasticități si durității.
        Tratamentul termic constă în călire și urmat de îmbunătățire artificială. Prin
călire se obține dizolvarea elementului de aliere în soluție solidă. Îmbunătățirea are rolul
de a reliza o precipitare fină a unor compuși chimici, care duce la îmbunătățire calităților
mecanice. Prin îmbunătățire se reduc tensiunile care apar în timpul procesului de turnare
datorită secțiunilor neuniforme ale pistonului.
        Recomandări de călire pentru materialul ales:
    Aliajele din grupa ATC Si18CuMgNi –călire în apă cu încălzire la 510-530              și
    durata mențineri de 11 ore, urmată de îmbătrânire la 230 timp de 11 ore;
    Tratamentul termic se aplică înainte prelucrării mecanice pentru a evita modificările
de volum după operațiile de finisare. Pentru pistoanle din aluminiu ca acoperire de
protecție se aplică grafitarea, cositorirea sau plumbuirea, oxidarea electrică sau chimică a
suprafeței de frecare. După terminarea procesului de prelucrări mecanice pistonul se
grafitează, această operțiune a fost aleasă din prisma avantajelor prezentate mai jos în
paragraful următor.
        Grafitarea constă în depunere pe suprafața exterioară apistonului unui strat de
grafit rugos și aderent, în grosime de 8-15 m. Stratul se obține prin introducerea
pistonului într-o soluție pe bază de grafit, acoperire formând proprietăți de fricțiune
ridicate, comarativ cu cositorirea sau plumbuirea.




                                                  47
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                    Capitolul 3
      PROIECTAREA PROCESULUI DE FABRICAȚIE A
                   PISTONULUI


               3.1 Stabilirea caracterul producției

        Producția este de serie mare, având în vedere numărul de autovehicule produse de
la lansare a gamei Logan până în prezent. Lansarea a avut loc în anul 2004, în anul 2005
sau produs un volum de 150.000 de unități, în anul 2006 volumul producției a scazut la
128.400 de unități, urmînd o crestere a producției în 2007 la un volum de 230.474 unități
și în anul 2008 atingând pragul de 300.000 de exemplare. În urma statisticilor rezultă un
volum de producție de 808.873 unități produse, din acest volum 25% reprezintă volumul
de producție pentru varianta echipată cu motor de 1600 cmc, adică un număr unități de
202.218.
        Numărul de pistoane necesar pentru motoare ce echipează varianta de 1.6 MPI,
este 808.872 pistoane, la aceste se mai adaugă un numar de 500 de pistoane pentru
reparații, rezultînd un număr total de pistoane de 809.372 pistoane produse din 2005 până
în 2008.
        Producția medie anuală de pistoane este de 202.343 bucăți, rezultând un număr de
563 de bucați pe zi.


               3.2 Obținereae semifabricatului pentru piston

        Cea mai largă utilizare o au semifabricatele din aluminiu, obținute prin turnare în
cocili sau prin matrițare. Semifabricatele turnate se obțin prin turnare prin cădere liberă
sau la masini de turnat subpresiune în cochilă, cu mai multe miezuri (fig.3.1).
        Turnare în cocilă este procedeul cu ce-a mai mare aplicabiliteta, de oarece se
asigură o structură cu granulație fină și caracteristici mecnice ridicate. Precizia de turnare
este ridicată, calitatea suprafețelor este mai bună, ceia ce determină micșorarea adaosului
de prelucrare mecanică și cresterea coeficientului de utilizare al materialului, în acest caz
se prevăd adosuri de prelucrere de 0,8-1,2 mm pe o parte. Pentru producerea a 563
pistoane pe zi este necesară utilizarea linile de turnare automate sau semiautomate, aceste
au o productivitate ridicată.
        Materialul ales în producția pistonului ce echipează automobilul Dacia Logan 1.6
MPI Si18CuMgNi are o productivitate ridicată pentru obținerea semifabricatului prin
turnare. Turnarea se face la precizie ridicată pentru a nu necesita prelucrări mecanice
costisitoare, care atrag după ele și un preț de fabricație care nu ar satisface cerințele



                                                  48
UTC-N           Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


constructorului Dacia, ridicând prețul automobilului produs și ca urmare ar scădea
vânzarea de automoile din gama Logan.




                                        a)                     b)
                              Fig.3.1 Cochilă pentru turnarea pistoanelor
        1 –partea centrală a miezului; 2, 3 –părțile laterale ale miezului; 4, 5 –miezul pentru locașul de bolț;
              6, 7 –împingătoare; 8, 9 –părțile exterioare ale cochiliei; a –la turnare; b –după turnare.


                  3.3 Operațiile de prelucrări mecanice

        Prelucrarea mecanică este dificilă deoarece pistonul, având pereţi subţiri, prezintă
o rigiditate radiată redusă, în acelaşi timp impunându-se realizarea unei precizii
dimensionale de formă şi de poziţie reciprocă înalte.
Procesul tehnologic de aşchiiere cuprinde următoarele etape :
     prelucrarea suprafeţelor folosite ca baze de aşezare;
     prelucrarea suprafeţelor exterioare, în zona canalelor de segment şi a mantalei,
        această operație se practică dintr-o singură prindere a piesei;
     prelucrarea alezajelor pentru bolţ;
     prelucrarea găurilor de ungere din regiunea segmentului raclor;
     ajustarea pistoanelor în greutate, controlul dimensiunii diametrului mantalei şi
        sortarea în grupe de sortare.
        Proiectantul procesului tehnologic va stabili ordinea de succedare a acestor etape
şi, eventual, intercalarea unor operaţii din etape diferite, în funcţie de varianta
constructivă adoptată pentru piston:
          Prelucrarea principalelor suprafeţe de bazare
          Varianta aleasă de prindere a pistonului (fig.3.2) printr-un dorn aşezat în alezajul
bolţului şi dornul conic fixat pe brîul mantalei. Această variantă permite prelucrarea
tuturor suprafeţelor exterioare ale pistonului într-o singură prindere, se execută
prelucrarea cu pistonul în consolă, deci este obligatorie atacarea cu două cuţite care să
conducă la echilibrarea forţelor de aşchiere.
          Se impune respectarea concentricităţii acesteia cu suprafaţa bazei de aşezare,
dispozitivul folosit va fi un dispozitiv cu strîngere interioară cu autoreglare, forţa de
strîngere fiind astfel calculată încât să nu provoace deformarea pereţilor subţiri ai
mantalei. Pentru mărirea preciziei prelucrării pistonului, uneori se practică prelucrarea
prin strunjire.
          Se impune, în acest caz, prelucrarea teşiturii şi părţii cilindrice de pe brîul
inferior al mantalei prin strunjire cu aşezarea pistonului pe suprafaţa exterioară brută se



                                                          49
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


aşază pe suprafaţa interioară brută, dar folosind dornuri extensibile. La varianta de
prindere aleasă se practică şi degroşarea prin găurire-lărgire a alezajului pentru bolţ.




                         Fig.3.2 Dispozitivul de prinder a pistonului
                                 1 –dorn de prindere; 2 –bolț de blocare;
                                      3 –tija de strinjere; 4 –piuliță.


          Prelucrarea alezajului bolţului
          Acest alezaj fiind un lagăr de alunecare pentru bolţ, se execută operaţii de
găurire-lărgire, adâncire şi alezate în mai multe treceri, simultan la cele două alezaje, cu
agregate bilaterale, pentru a se realiza o con-centricitate perfectă. În cazul variantei
aleasă, aşezarea pistonului, se execută separat degroşarea şi semifabricarea alezajului
bolţului, iar finisarea lui se va face după semifinisarea suprafeţei exterioare a pistonului.
          Avînd în vedere că se impune o precizie ridicată a perpendicularităţii axei de
simetrie a alezajului bolţului pe axa de simetrie a pistonului, se impune ca finisarea
alezajului şi a suprafeţei cilindrice exterioare să se facă în cadrul aceleiaşi aşezări a
piesei. De asemenea, impunându-se precizia coaxialităţii celor două alezaje, prelucrarea
acestora se va face simultan pe maşini bilaterale.
          Prelucrarea suprafeţei exterioare
          Tehnologia modernă urmăreşte concentrarea operaţiilor de strunjire a tuturor
suprafeţelor exterioare pentru o singură prindere a pistonului, astfel că se folosesc
strunguri semiautomate cu mai multe axe. în tabelul 3.1 se prezintă un exemplu de
organizare a operaţiilor de prelucrare la suprafaţa exterioară a unui piston cu manta
rotundă. Mantaua ovală se strunjeşte pe principiul copierii, folosind maşini speciale de
strunjit pistoane cu ovalitate variabilă (fig. 3.3).




                                                   50
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




         Fig.3.3 Schema prelucrării mantalei pistonului prin strunjire prin copiere
         1 –piston; 2 –sablon; 3,4 –cuțite pentru strunjire fină; 5 –palpator; 6 –sistem elastic de urmărire;
                                 7 –element de poziționare al ovalități pistonului.

                Strunjirea fină se face pe suprafața exterioară a pistonului, cu cuțit cu vârf
diamantat și la viteze de aschiere foarte mari, obținânduse o bună calitate a suprafeței.
         Prelucrarea găurilor şi fantelor
         Se trasează, prin găurire sau frezare (conform desenului de execuţie al
pistonului), găurile sau ferestrele din canalul segmentului de ungere. Toate aceste operaţii
se execută concentrat pe maşini agregat, cu masă rotativă, care au mai multe posturi de
lucru.
         Ajustarea pistoanelor în greutate
         Se realizează prin îndepărtarea de material (prin strunjire), de pe brâul inferior al
mantalei folosindu-se maşini specializate.
         Prelucrarea mecanică a pistoanelor se realizează linii automate.
                   Controlul final cuprinde următoarele faze:
                              controlul dimensiunii alezajului pentru bolţ;
                              verificarea conicităţii şi ovalităţii suprafeţelor exterioare
                             mantalei;
                              verificarea dimensiunilor canalelor de segmenţi;
                              controlul greutăţii şi sortarea după grupe de greutate.
         Acest control trebuie efectuat la fiecare piesă a lotului astfel că s-a impus
automatizarea lui. S-au construit dispozitive electrice de control şi sortare automată a
pistoanelor, dotate cu capete electrice de contact, care sunt de fapt calibre pneumatice,
acţionând asupra unor becuri de semnalizare luminoasă. Becurile se aprind când
dimensiunea controlată iese din câmpul de toleranţă prescris.


                           3.4 Ordinea operațiilor de prelucrare mecanică prin așchiere

        Pentru organizarea muncii într-un ritm eficient sa stabilit următoarea ordine de
operații de plrelucrări mecanice și masinile-unelte, sunt prezentate în tabelul 3.1




                                                         51
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                                                                                         Tabelul 3.1
 Nr.      Denumirea operației                    Poziția tehnologică                    Mașină-
 crt.                                                                                   unealtă



                                                                                       Mașină de
  1      Găurite lărgire locaș bolț                                                     găurit




                                                                                         Strung
                                                                                        revolver
  2      Strunjire eboș și finisare




                                                                                         Strung
  3           Strunjire canale
                 segmenți




  4        Strunjire fină canale                                                         Strung
                segmenți




  5          Rectificare manta                                                         Mașină de
                                                                                       rectificat




  6         Alezare locaș bolț                                                         Mașină de
                                                                                         gărit


Ordinea operațiilor de prelucrare mecanică prin așchiere




                                                 52
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


               3.5 Calculul regimurilor de așchiere

        La stabilirea regimurilor de așchiere se pleacă de la cota nominal a
semifabricatului și se ajunge la dimensiunea de la care se începe prima fază a procesului
de prelucrare mecanică. Această dimensiune de la care începe strunjirea de degrosare
trebuie să fie dimensiunea semifabricatului pistonului, dacă este mai mare procesul de
prelucrare este mai îndelungat, costul de prelucrare mai ridicat și nu oferă o
productivitate optimă.La început se stabilesc abaterile spațiale, care apar datorită bazelor
de referință, de aceia se prefer cât mai puține prinderi în dispozitivele mașinilor-unelte,
diminuând erorile majore de prelucrare.

                Calculul abaterilor spațiale
         Abaterile spațiale care trebuiesc luate în considerare la calculul adaosului de
prelucrare, pentru suprafețele de rvoluție a pieselor de tip cilindrice, prelucrarea între
vîrfuri sunt curbate și au eroare de centrare.
         La prelucrarea între vârfuri curbarea locală Pc se calculează cu formulele:
         l=79,5         [mm]            -lungimea semifabricatului
           c=0,11       [mm]            -curbarea specifică 1.pag.218, tab.4.6
         Pc=2                   (3.1) 1.pag.213, tab.4.2
         Pc=0,22                [ m]

        Eroarea de centrare P la semifabricatele turnate apare datorită erorii de orientare a
semifabricatului la operația de centruire și are ca effect bătaie radial a suprafețelor
exterioare de revoluție a semifabricatului, față de axa conului de centrare.
        Eroarea de prelucrare se calculează astfel:
        T=1,7          [mm] -toleranța la diametrul semifabricatului 1.pag.214, tab.4.1
        Pcentr=0,25 T          (3.2) 1.pag.216, tab.4.6
        Pcentr=0,425           [ m]

        La prelucrarea pe con abaterea spațială se determină prin suma curbării și erorii de
centrare.
        P=                           (3.3) 1.pag.216, tab.4.7
        P=0,478                      [mm]

        Valorile abaterilor spațiale remanente după diferite operații de prelucrare prin
sașchiere se calculează pe baza legi copierii abaterilor spațiale ale semifabricatelor brute
la o scară de micoscopice cu formula:
        P=k Psf                (3.4) 1.pag.216, tab.4.10
        Psf= 425 -abaterea spațială a semifabricatului
        k –coeficientul ce indică gradul de micșorare a abaterilor spațiale.



                                                  53
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


unde:
-pentru strunjirea de degroșare            k=1               P=k Psf           P=425             [   m]
-pentru strunjirea de finisare             k=0,06            P=k Psf           P=25,5            [   m]
-pentru rectificare de degroșare           k=0,025           P=k Psf           P=10,625          [   m]
-pentru rectificare de finsare             k=0,003           P=k Psf           P=1,275           [   m]

       Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor intermediare pentru
suprafața pistonului.
         =79,5 0,0095,          Ra=6,3 [ m]
       -strunjire de degrosare IT12, Rz=79,5 m], S=60 m]
       -strunjire de finisare IT11, Rz=25 m], S=30 m]
       -rectificare de degroșare IT9, Rz=10 m], S=20 m]
       -rectificare de finisare IT6, Rz=4 m], S=12 m]
                                                                1.pag.206, tab.4.9
                Rectificare de finisare
       i=1              zi=1

Pi-1=2              m]                     dimax=79.5095              [mm]
Pzi-1=10          [ m]                     dinom=79,5                 [mm]
Si-1=20             m]                     dimin=79,4905              [mm]

2 Apimin=2 (Rzi-1+Si-1)+2 2                (3.5)
2 Apimin=2 (10+20)+ 2 2
2 Apimin=64               m]

Ti-1=62                 m]
2 Apinom=2 Apimin+ Ti-1                    (3.6)
2 Apinom=126            m]

di-1max=dimax+2 Apinom                     (3.7)
di-1max=79,5095+0,126
di-1max=79,5           [mm]

di-1min=di-1max-Ti-1                       (3.8)
di-1min=78,9853          [mm

Rezultă:
di-1max=79,63            [mm]
di-1min=79,5             [mm]
di-1min=78,9853          [mm]



                                                   54
UTC-N           Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


          Operația de rectificare de degroșare se execută la cota: =79,6 +0 -0,062

                 Rectificare de degroșare
Pi-1=11            m]                  dimax=79.6                      [mm]
Si-1=30            m]                  dimin=79,5                      [mm]
Ri-1=25            m]                  dinom=79,6                      [mm]

2 Apimin=2 (Rzi-1+Si-1)+2 Pi-1              (3.9)
2 Apimin=2 (25+30)+ 2 11
2 Apimin=132              m]
Ti-1=162                  m]
2 Apinom=2 Apimin+ Ti-1                     (3.10)
2 Apinom=294              m]

di-1max=dimax+2 Apinom                  (3.11)
di-1max=79,6+0,294
di-1max=79,894         [mm]
di-1nom=79,894         [mm]
di-1min=79,794         [mm]
        Operația de rectificare de finisare se execută la cota: =79,8 +0 -0,162
               Strunjire de finisare
Pi-1=26           m]                    dimax=79.50095         [mm]
Rzi-1=63          m]                    dinom=79,5             [mm]
Si-1=60           m]                    dimin=78,9855          [mm]

2 Apimin=2 (Rzi-1+Si-1)+2 Pi-1              (3.12)
2 Apimin=2 (60+63)+ 2 26
2 Apimin=298              m]

Ti-1=250                 m]
di-1max=dimax+2 Apinom                 (3.13)
di-1max=79,50095+0,548
di-1max=80,0489                [mm]
di-1nom=80                     [mm]
di-1min=79,25                  [mm]
        Operația de strunjire de finisare se execută la cota: =80 +0 -0,250
               Strunjire de degroșare
2 Apimin=95-79,5       (3.14)
2 Apimin=15,5          [mm]




                                                     55
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                    Capitolul 4
     PROIECTARE DISPOZITIVULUI DE PRINDERE A
     PISTONULUI PENTRU PRELUCRAEA MECANICĂ


                 4.1 Rolul și avantajul utilizări dispozitivului de prindere a pistonului

        Dispozitivul de prindere a pistonului este necesar și pentru prelucrarea de precizie
pe mașinile unelte, acesta avînd o destinație specială. Îndeplineste mai multe condiți în
procesele de prelucrare mecanice cum ar fi: centrează pistonul, angrenează pistonul cu
azutoul bolțului cae se montează în locasul pentru bolț și are avantajul prelucrări
mecanice dintr-o singură prinder, reducând astfel erorile de prelucrare care apar la
pirindere în mai multe dispositive.
        Acest dispozitiv poate realiza și o usurare a gradului de automatizare a mașini
unelte, putindu-se realize ami multe operați pe aceiași mașină-unealtă. După găurirea
locașului pentru bolț se realizează prelucrarea mecanică prin strunjire a părți interioare a
mantlei la o conicitate de 45 față de axa semifabricatului. Se realizează prinderea în
dispozitiv și pe urmă în universalul mașini-unelte, operațiile de prelucrare mecanică se
realizează până la terminarea produsului finit.


                 4.2 Prezentarea variantei construnctive a dispozitivului

         Varianta constructivă a dispozitivului de prindere este pzentată în desenul din
(fig.4.1), semifabicatul pistonului (5), se montează pe conul de ghidare (3), acesta are și
rolul de orientare, se indroduce bolțul (4) în alezajul tizei (1). Tija are mai multe roluri:
prindere în universalul mașini-unelte; rolul de strînjere a semifabricaului cu ajurorul
piuliței (2) și bolțul montat în locașul pentru bolț, acesta din urmă are și rolul de antrenare
a semifabricatului.




                Fig.4.1 Montarea semifabricatului în dispozitivul de prindere
          1 –tiză; 2 –piuliță; 3 –conul dispozitivului; 4 –bolțul de prindere și antrenare; 5 –semifabricat.



                                                         56
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                4.3 Calculul dispozitivului

               Date pentru proiectarea dispozitivului
-diametrul interior al semifabricatului     D=74,5                   [mm]
-diametrul exterior al semifabricatului     Dex=D+30                 (4.1)
                                            Dex=104,5                [mm]
-adâncimea de aschiere                      t=0,6                    [mm]

                Calculul vitezei și turația mașini unelte
-coeficienții condițiilor de strunjire         CFZ=150
-coeficientul dâncimi de aschiere              XFZ=1
-coeficientul avansului longitudinal           YFZ=0,75
-coeficientul vitezei de așchiere              nZ=0
-calcului vitezei de aschiere                      v=                         (4.2)

       Pentru calcului preliminar, viteza de așchiere se allege tabular în funcție de
materialul prelucrat, tipul de așchiere și regimul de așchiere.
VT=65          [m/s]

-calculul turației      n=                         (4.3)
                        n=197,992                  [rot/min]
-turația efectivă pentru strungul SN 400                  nef=160             [rot/min]
-calculul vitezei effective de așchiere
                        vef=                       (4.4)
                        vef=52,527                 [m/min]

                Determinarea forței de așchiere și puterea necesară mașini-unelte
-alegerea materialului pentru semifabricat: ATCSi18CuMgNi, cu r=20 [daN/mm2]
-stabilirea avansului de lucru pentru scula așchietoare: s2=0,5 [mm/rot]

Folosirea coeficienților pentru calcul:
       KCFz=1          -coeficient ce ține seama de matrialul folosit
                       tab.2.10 pag.26 aliaj de aluminiu;
       KMFz=0,89       -coeficient ce ține seama de proprietățile mecanice ale materialului
                       tab.2.11 pag.26 aliaj de aluminiu;
       KkFz=0,98       -coeficient ce ține seama de unghiul de atac principal
                       tab.2.11 pag.26;
       K Fz=0,9936 -coeficient ce ține seama de unghiul de degajare
                       tab.2.16 pag.28;



                                                  57
UTC-N            Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


        KhFz=0,95          -coeficient corelat cu uzura sculei pe fața de așchiere 0,5-1 [mm]
                           tab.2.17 pag.29;
        KwFz=1             -coeficient ce ține seama de lichidul de așchiere pentru aer=1
                           tab.2.18 pag.29;
        KrFz=1             -coeficient ce ține seama de raza de rotunjire r=1,2 [mm]
                           tab.2.19 pag.31;
        KvFz=0,89          -coeficient ce ține seama de viteza de așchiere
                           tab.2.20 pag.32;

-calculul coeficientului de corecție în funcție de aria secțiunii cozii sculei aschietoare
        KZ= KCFz KMFz KkFz K Fz KhFz KwFz KrFz KvFz                     (4.5)
        KZ=0,733
-calculul forței de așchiere
        FZ= KCFz                               (4.6)
        FZ=39,211              daN
-calculu puterii necesare pentru așchiere
        Pasch=                      (4.7)
        Pasch=0,381           [kW]
-se consider randamentul mașinii-unealtă                         =0,9
-calculul puterii necesare mașinii-unealtă
        PMU=                        (4.8)
       PMU=0,381             [kW]
-pentru SN 320 puterea instant a strungului este de 3 [kW]

                Determinarea forței de stranger
-dispozitivul trebuie să îndeplinească condiția
                                        (4.9)
unde:           -coeficient de frecare pentru aliaje din aluminiu;
       S        -forța de strângere;
       Ff       -forța de frecare.

                  Calculul forței de stângere pe con
             o
         =5
                o
         1=5x45
                o
         2=5x45

        S=                                   (4.13)
        S=73,138                             [daN]




                                                      58
UTC-N           Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                 Verificarea tijei de acționare la flambaj
-materialul din care este realizată tija: 34MoCr11 STAS 791/88
-modulul de elasticitate
          =2 105                 [N/mm2]
-limita de curgere
          c=780                  [N/mm2]
-rezistență la rupere
          r=980                  [N/mm2]
-sarcină de lucru
        Fa=40                    [daN]
-lungimea de deschidere a tijei
        l=250                    mm
-se consideă valoare lui, 1 pentru bară încastrată la ambele capete                        1=0,5
-lungimea de flambaj
        lf= 1 l                  (4.14)
        lf=125                   [mm]
-diametrul tijei
        dt=24                    [mm]
-aria secțiunii tijei
        Ast=                       (4.15)
        Ast=452,389           [mm2]
-calculul momentului de inerție
        I=                         (4.16)
        I=1,629 104                [N/mm]
-calculul razei de inerție
        Imin=                      (4.17)
        Imin=6                 [mm]
-calculul coeficientului de zveltețe
         =                         (4.18)
         =20,833

Calculul coeficientului de zveltețe corespunfător limitei de proporționalitate
-limita de proporționalitate
         p=0,8   c             (4.19)
         p=624                 [N/mm2]




                                                    59
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-coeficientul de zveltețe la limită

         p=                       (4.20)

         p=56,244
        Flambajul este plastic deoarece mai mic decât, p

-tensiunea efectivă corespunzătoare solicitării de compresiune
         ef=                      (4.21)
         ef=0,088               [N/mm2]
-coeficientul de sigutanță la flambaj
         ef=                    (4.22)
                103
         ef=8,822
      Coeficientul de siguranță calculate este mult peste coeficientul de siguranță
recomandat.




                                                   60
UTC-N          Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                       Capitolul 5
          PROCESUL TEHNOLOGIC DE REPARARE AL
           ANSAMBLULUI PISTON-SEGMENT-BOLȚ

         Bolțul este montat strâns în bielă și lober în piston.

                5.1 Marcaje pentru pistoane

Modelul 1




                           Fig.5.1 Primul tip de marcaj pentru piston

   (1)   Sensul de montare al pistonului, cu săgeata spre volantul motorului;
   (2)   Clasa în care se încadrează pistonul (A-B-C);
   (3)   Servește numai pentru zurnizrul de pistoane;
   (4)   Tipul motorului;
   (5)   Axa găuri pentru bolț față de axa pistonului;
   (6)   Axa de simetrie a pistonului;
   (7)   Deplasarea între axa găuri bolțului și axa de simetrie a pistonului de 0,8-0,15 mm;
   (8)   Bosaj pe piston.




                                                   61
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


Modelul 2




                        Fig.5.2 Al doilea tip de marcj pentru piston

   (1) Sensul de montare a pistonului, este spre volantul motirului;
   (2) Clasa în care se încadrează pistonul (A-B-C);
   (3) Servește numai pentru zurnizrul de pistoane;
   (5)Axa gaăuri penrtu bolț față de axa pistonului;
   (6) Axa de simertie a pistonului;
   (7) Deplasarea între axa găuri bolțului și axa de simetrie a pistonului de 0,8-0,15 mm;
   (8) Bosaj pe piston.
                                                                                   Taelul 5.1
         Clasă piston                Diametru piston (mm)              Diametru piston (mm)
                                            Model 1                           Model 2
               A                 de la 79,465 la 79,475            de la 79,460 la 79,470
                                 exclusiv                          exclusiv
               B                 de la 79,475 inclusiv la          de la 79,470 inclusiv la
                                 79,485 exclusiv                   79,480 exclusiv
               C                 de la 79,485 inclusiv la          de la 79,480 inclusiv la
                                 79,495 inclusiv                   79,490 inclusiv
  Jocul de montare piston-       de la 0,025 la 0,045 mm           de la 0,030 la 0,050 mm
           cilindru
Clasa de încadrare a pistoanelor pentru motorul DACIA LOGAN 16 MPI




                                                 62
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


               5.2 Măsurarea diametrului pistonului

       Măsurarea se face cu micrometru de exterior, se măsoară în două plane la mai
multe cote.

   a) Piston fără bosaj




                        Fig.5.3 Modul de măsurae a pistonului fără bosaj

Măsurarea diametrului pistonului se face la trei cote:
             - x1 = 48 0,15 mm;
             - x2 = 47 0,15 mm;
             - x3 = 40,45 0,15 mm.

   b) Piston cu bosaj




                      Fig.5.4 Modul de montare al pistonului cu bosaj




                                                  63
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


Măsurarea diametrului pistonului se face la o singură cotă: x2 = 41,5              0,15 mm.
             5.3 Măsurarea bolțului pentru piston

    Diametrul exterior: de la 18,990 la 18,994 mm;
    Diamertul interior: de la 10,70 la 11 mm;
    Lungimea: de la 61,7 la 62 mm.


                5.4 Dimensiunile segmenților




                          Fig.5.5 Ordinea de montare a segmenților

         1) Grosimi (mm)
   (1)   Segment de compresie: de la 1,478 la 1,49;
   (2)   Sgment de etanșare: de la 1,478 la 1,49;
   (3)   Segment raclor: 2,5.
         2) Jocul la tăietura segmentului (mm)
   (1)   Segment de compresie: de la 0,2 la 0,35;
   (2)   Sgment de etanșare: de la 0,4 la 0,6;
   (3)   Segment raclor: de la 0,38 la 1,4.




                                                  64
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




               5.5 Demontarea pistonului

        În sevisurile și reprezentanțele Dacia sunt utilizate scule și dispositive specilaizate
în demontare pistonului, prin extracția bolțului și scoaterea segmenților, din canalele de
segmenții.
În (fig.5.6) dispozitiv de extracție a bolțului.




                         Fig.5.6 Dispozitiv pentru extracția bolțului

    Se aşază pistonul pe soclul (1);
    Se aliniază axul pistonului cu gaura de degajare a soclului (1);
    Se extrage axul pistonului la presă cu ajutorul mandrinei de extragere (2).

               5.6 Controlul piston-segmente

        Se verifică joc între canalele pistonului și segmente, se verifică cu ajutorul unui
set de cale (1) (fig.5.7).
    - (A): Poziție incorectă a setului de cale;
    - (B): Poziția corectă a setului de cale.




                                                  65
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                     Fig.5.7 Verificarea jocului în canalele de segment

    Jocul penrtu segmentul de compresie trebuie să fie de la 0,05 la 0,06 mm;
    Jocul pentrul segmentul de etanșeitate trebuie să fie de la 0,04 la 0,052 mm;
    Jocul pentru segmentul raclor trebuie să fie de 0,02 mm.
Dacă valoarea jocului este în afara toleranței, înlocuiți ansmblul piston-ax sau
segmentele.
      Verificarea jocului la tăietura segmentelor (fig.5.3)




                     Fig.5.8 Verificarea jocului la tăietura segmentelor

       Se pune segmental (3) în cilindru;
       Se împinge segmentul (3) pâmă în mijlocul cilindrului cu ajutorul pistonului (4);
       Se măsoară jocul la tăietura segmentului cu ajutirul unui set de cale (5);
       Jocul la tăietura segmentului de compresie trebuie să fie de la 0,20 la 0,35 mm;
       Jocul la tăietura segmentului de etanșeitate trebuie să fie de la 0,40 la 0,60 mm;
       Jocul la tăietura segmentului de raclor trebuie să fie de la 0,38 la 1,40 mm.


                                                  66
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


                5.7 Montarea ansamblului piston-segment bolț

    a) Primul sens de montare
Pistoanele 1-2




                               Fig.5.9 Montarea pistoanelor 1-2

       Se poziționează:
   -    săgeata în (5) gravată pe capul pistonului în sus și la deapta axei vertical;
   -    bosajul (6) în jos la stânga axei vertical;
   -    canalul de ortire al cuzinetului (7) al bielei în jos la dreapta axei verticale.




                                                  67
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


  Pistoanele 3-4




                                 Fig.5.10 Montarea pistoanelor 3-4


       Se poziționează:
  -     săgeata în (5) gravată pe capul pistonului în sus și la deapta axei vertical;
  -     bosajul (6) în sus la stânga axei vertical;
  -     canalul de ortire al cuzinetului (7) al bielei în jos la dreapta axei verticale.




                                                  68
UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


   b) Al doilea sens de montare

   Pistoanele 1-2




                 Fig.5.11 Montarea pistoanelor 1-2 (al doilea sens de montare)

       Se poziționează:
   -    săgeata în (5) gravată pa capul pistonului în jos și la stânga axei verticale;
   -    bosajul (6) în sus la dreapta axei vertical;
   -    canalul de oprire a cuzinetului (7) al bielei în jos la dreapta axei verticale.

Pistoanele 3-4




               Fig.5.12 Montarea pistoanelor 3-4 (al doilea sens de montare)

   -    săgeata în (5) gravată pa capul pistonului în jos și la stânga axei verticale;
   -    bosajul (6) în jos la dreapta axei vertical;
   -    canalul de oprire a cuzinetului (7) al bielei în jos la dreapta axei vertical.



                                                  69
UTC-N      Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


  Pentru a asambla pistonul și biela, respectați instrucțiunile următoare:
  a) Pentru pistoanele marcaje vechi




                    Fig.5.13 Montarea pistoanelor (marcaje vechi)

   Se plasează pe soclul, inelul (B18) în (8) cu V-ul V18 în (9) și pistonul rezemat pe
    inel (orientat în sensul correct), totul fixat cu acul (10);
   Se verifică ca gaura axului pistonului să fie în aliniera găurii inelului B18.

  b) Pntru pistoanele arcaje noi




                    Fig.5.14 Montarea pistoanelor (marcaje noi)
   Se plasează pe soclul inelul B10 în (11) și pistonul rezemat pe inel (orientat în
    sensul correct), totul fixat cu acul (12);



                                               70
UTC-N      Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


   Se verifică ca gaura axului pistonului să fie în alinierea găurii inelului B10;
   Se unge centrorul și axa pistonului cu ulei motor;
   Se apasă axul pistonului în montaj pentru a verifica dacă el culisează liber și
    eventual, recentați pistonul;
   Operațiile următoare trebuie efectuate rapid pentru a evita o pierdere de căldură;
   Când bucata de sudură atinge punctual de fuziune (transformare în picătură):
          se sterge picătura de sudură;
          se introduce centrorul în piston;
          se plasează biela (correct poziționată) în piston;
          se apasă rapid axul pistonului până când centrorul ajunge la capăt pe
             fundul soclului suport.
   Se verifică ca axul pistonului să rămână la distanță de diametrul pistonului pentru
    toate pozițiile bielei în piston.


             5.8 Montare segmentilor

   Segmentele, ajustate la origine, trebuie să fie libere în canalele lor;
   Se repectă sensul de montare a segmentelor, cu marcajul TOP în sus;




                      Fig.5.15 Ordinea de montare segmente
   Se montează segmental cu ajutorul unui cleste pentru segmente;
   Se respectă orientarea jocului la tăietura fiecărui segment.


                                               71
UTC-N      Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




             5.9 Montare pictoane-biele

   Se unge înainte de montare:
         carcasele carterului cilindrilor;
         segmentele;
         prelungirile pistoanelor;
         manetoanele arborelui cotit.




           Fig.5.16 Remontarea piston-biela cu ajutorul bucșei de montaj

   Se montează ansamblurile bielă-piston cu ajutorul bucșei de montaj a pistonului
    cu segmente în cămașa cilindreului respectând înainte;
         împerecherea piston-carcasă a carterului cilindrilor;
         orientarea repereului pistonuluiu spre volantul motorului.
   Se potriveste bielele pe manetoanele arborelui cotit;




                                               72
UTC-N     Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




                         Fig.5.17 Montarea capacelelor bielei

   Se remontează capacele bielelor;
   Se stringe la cuplu piulițele capacelor bielelor (10 N.m (prestrângere) + 43
    N.m (stranger)), cu o cheie dinamometrică.




                                              73
    UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan



                                              Capitolul 6
          NORME DE PROTECȚIA MUNCII ȘI A MEDIULUI


            6.1 Norme de protecţia muncii

            Principalele surse de pericol, ce pot apărea la prelucrarea prin aşchiere dacă nu
    sînt luate măsuri corespunzătoare sînt legate de: aşchiile care se degajă în cursul
    desfăşurării procesului, părţi din scule aşchietoare ce ar putea fi expulzate în cazul
    distrugerii sculei, fixarea necorespunzătoare a semifabricatelor şi sculelor în dispozitive,
    precum şi curentul electric.
            Acţiunea aşchiei se manifestă prin tăieturi şi arsuri a căror gravitate este
    determinată în mare măsură de forma şi temperatura acestora. Astfel în cazul rectificării
    sînt periculoase aşchiile scurte degajate cu viteze mari.
            Prevenirea accidentelor datorate aşchiilor se poate realiza printr-o geometrie
    corespunzătoare a sculelor, prin alegerea corespunzătoare a regimului de lucru şi prin
    măsuri de protecţie a operatorului împotriva acţiunii acestora (ecrane de protecţie,
    apărători, ochelari de protecţie ect.).
            Ruperea sculelor şi expulzarea unor bucăţi din aceasta sînt consecinţe ale unui
    regim de lucru necorespunzător sau de execuţie defectuasă a sculelor. La rectificare,
    pentru prevenirea accidentelor deosebit de grave ce pot apărea la spargerea discului
    abraziv, aceasta trebuie verificate atent înainte de montare pe maşină, închiderea lui în
    carcase potrivit normelor în vigoare şi utilizarea de regimuri de lucru nepericuloase (în
    special turaţia de lucru).
            Fixarea sigură a piesei sau sculei în dispozitivul de lucru trebuie să fie o
    preocupare permanentă, atât a proiectantului de echipament tehnologic cît şi a
    persoanelor care răspund de modul în care se respectă prescripţiile tehnologice.
            Electrocutarea este unul din cele mai grave accidente electrice şi poate apărea
    atunci când operatorul atinge simultan două puncte care au între ele o diferenţă de
    potenţial mai mare de 40 V. Intensitatea curentului ce se stabileşte astfel, tipul curentului
    (continuu sau alternativ) şi traseul pe care circulă prin organism sînt determinate în ceea
    ce priveşte gravitatea accidentului.
            Protecţia contra electrocutării se realizează prin:
-   inaccesibilitatea elementelor care fac parte din circuitele electrice;
-   folosirea tensiunilor reduse de 12, 24 şi 36 V pentru lămpile şi sculele electrice portative;
-   folosirea mijloacelor de protecţie şi avertizare cum sînt sculele izolante, electric,
    echipamente de protecţie, indicatoare, avertizoare ect.;
-   deconectarea automată în cazul apariţiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unei
    scurgeri de curent;



                                                      74
    UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


-   izolarea suplimentară de protecţie;
-   protecţia prin legarea la pământ sau nul;
-   repararea instalaţiilor electrice numai de persoane autorizate.
            În general prevenirea accidentelor în sectoarele de prelucrări prin aşchiere trebuie
    să aibă la bază respectarea tuturor normelor specifice de protecţie a muncii cuprinse în
    normativele departamentale şi în instrucţiunile proprii ale întreprinderilor.


                   6.2 Norme de protecție a mediului

            Efectul cel mai negativ asupra mediului înconjurator are prelucrările de rectificare
    deoarece in cadrul rectificării se utilizează cantitatea de lichid de răcire – ungere cea mai
    mare, cum reiese si din fig.6.1 și fig.6.2, în timp ce în cadrul strunjirii uscate aceasta se
    face fără utilizarea lichidelor de răcire – ugere.




                                       Fig. 6.1 Rectificarea plană




                                    Fig. 6.2 Rectificarea exterioară


                                                      75
    UTC-N         Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


            Lichidele de răcire - ungere au efecte negative nu numai asupra mediului
    înconjurator ci şi asupra operatorului care deserveşte locul de muncă.
                    Cele mai importante argumente pentru utilizarea strunjiri uscate sânt:
-   ecologice (lipsa poluări aerului şi a apei);
-   ecomonice (deoarece la prelucrările uscate prin strunjire nu avem nevoie de utilizarea
    lichidelor de răcire – ungere şi astfel se economiseşte o cantitate mare de lichid de racire
    –ungere);
-   sănătăţii (lipsa bolilor dermatologice şi a căilor respiratori la muncitorii care deservesc
    locul de muncă);
-   lipsa cheltuirilor de achiziţionare, depozitare şi curăţire a lichidelor de răcire – ungere;
-   scăderea preţului de fabricaţie.
     Utilizarea lichidelor de răcire – ungere are următoarele efecte:
-   creşterea productivităţi;
-   îmbunătăţirea calităţi suprafeţei;
-   creşterea durabilităţi sculei aşchietoare;
-   scade timpul de prelucrare;
-   creşterea eficienţei prelucrării.
            Efectele ecologice a prelucrării uscate prin strunjire se poate scoate în evidenţă cel
    mai bine prin compararea cu efectele produse de prelucrările unde se utilizează lichidele
    de răcire – ungere. La compararea efectelor negative asupra mediului înconjurător
    provocate de lichidele de răcire – ungere trebuie să luăm în considerare şi efectele
    vaporilor şi a particulelor de metal din vapori care este respirat de muncitorul care
    deserveşte locul de muncă. Astfel de exemplu în SUA 380 milioane L /an de lichid
    dăunează 1,2 milioane de muncitori. Până când la prelucrările umede dăunează vapori,
    până atunci la prelucrarea uscată prin strunjire dăunează praful. Experienţele au arătat că
    în cazul prelucrărilor uscate mărimea particulelor de praf este de 1 - 4 m iar la
    prelucrările umede mărimea particulelor este de sub 1 m care intrând în plămân este
    foarte dăunător sănătăţii.




                                                      76
UTC-N        Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan


BIBLIOGRAFIE:
1] Abăităncei, D,. ş,a. - Motoare pentru automobile şi tractoare. Construcție şi
tehnologie, voi. 1 şi 2, Bucureşti. Editura tehnică. 1978 şi 1980.
2] Abaitancei, D;. şţa. - Fabricarea şi repararea autovehiculelor. Îndrumător de lucrări
Lito. Universitatea din Braşov, 1987.
3] Alting,L- Manufacturing Engineering Process. Marcel Dekker INC New York
1982.
4] Bejan, V. - Tehnologia fabricării şi a reparării utilajelor tehnoloqice O.I.D.I.C.
Bucureşti, 1991.
5] Benedic,G.F. - Nontraditional manufacturing processes. Marcel Dekker INC New
York, 1987.
6] Drăghici, G., ş.a.- Tehnologia constructor de maşini. Îndrumător de proiectare
voi. 4, Universitatea din Braşov, 1985.
7] Epureanu,A., ş.a. - Tehnologia construcțiilor de maşini. Îndrumător do proiectare
Universitatea din Galaţi, 1985.
8] Eriicz Ivan ş.a - Fabricarea şi repararea automobilelor şi tractoarelor Lito.
Universitatea din Braşov, 1971.
9] Gavrilaş,I., Voicu.N. - Tehnologia de fabricațe a roplor dinţate pe maşinile-unelte
clasice şi cu comandă program. Bucureşti Editura tehnică 1982
10] Ghosh, A. Maliik, A.K. - Manufacturing Science. Ellis Harwood. Ltd. Publishers
Chicester. Anglia, 1986.
11] Grămescu, T., ş.ă. - Tehnologia de danturare a roplor dinţate. Editura
UNIVERSITA Sdin Chişinău,1993.
12] Hiller, V.A.W. - Fundamental of Motor Vehicle Technology 4* etition Stanley
Thornes Ltd, 1993.
13] lonuţV., şi Moldovanu, G. – Tehnologia reparării şi fiabilitatea utilajului
agricole. Editura Didactică şi Pedagogică, 1982.
14] Marincaş.D. şi Abăităncei.D. - Fabricarea şi repararea autovehiculelor. Editura
Didactică şi Pedagogică, 1982.
15] Marincaş, D. -Fabricarea şi repararea autovehiculelor. IPB, 1980
16] Picoş,C., ş.a. Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin aşchiere, voi I şi
II, Editura UNIVERSITAS, Chişinău, 1992.
17] Picoş.C., ş.a. – Tehnologia construcpei de maşini. Probleme. Bucureşti Editura
Didactică şi Pedagogică, 1976.
18] Picoş,C., Coman.G. - Normarea tehnică pentru prelucrări prin aşchiere, voi 1,2
Bucureştui. Editura tehnică 1979.
19]ŞRădulescu,R., Brătucu, G., Popa.G. - Fabricarea pieselor auto şi măsurări
mecanice. Bucureşti Editura Didactică şi Pedagogică, 1983
20] Robinson, A. Repair of Vehicle Bodies Thirdedition. Butterworth Heinemanv, 1993.
21] Tanase, F., ş.a. - Tehnologia reparării automobilelor. Bucureşti Editura
Didactică şi Pedagogică, 1976.



                                                 77
UTC-N   Proiectarea tehnologiei de fabricație a pistonului de la motorul ce echipează Dacia Logan




         ANEXE:




                                            78

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:847
posted:5/4/2012
language:Romanian
pages:73