Arborele cotit este o componenta fundamentala a motorului unei masini. Este sistemul care converteste energia liniara in energie de rotatie, proces ce permite masinii sa se miste. Toate pistoanele din cadrul motorului sunt atasate la arborele cotit, care este conectat la volantul, si, prin aceasta, la ambreiaj.
Atunci cand ambreiajul este apasat, energia rotationala a arborelui cotit este transmisa prin cutia de viteze catre schimbatorul de viteze, care sunt atasate rotilor, dand astfel vehiculului abilitatea de a se misca. Arborele cotit functioneaza in concordanta cu alte componente ale motorului pentru a atinge o miscare sincronizata.
Arborele este pozitionat sub cilindrii motorului. Masinile pot avea de la 3 la 12 cilindri, dar cele mai multe au 4. In interiorul fiecarui cilindru se afla un piston care se misca de sus in jos, de-a lungul cilindrului. Toate pistoanele motorului sunt conectate la arborele cotit cu ajutorul unor tije individuale.
Cilindrii functioneaza atat in sincron, cat si impreuna cu alte parti ale motorului. Acesta mai este cunoscut si ca ciclu in patru timpi si apare in fiecare dintre cei patru cilindri. Acest ciclu este cel care face motorul masinii sa functioneze.
Procesul de functionare al arborelui cotit
Cei patru timpi sunt: admisie, compresie, putere si evacuare. In etapa initiala de admisie, pistonul incepe de jos, pe masura ce supapa de admisie se deschide pentru a permite aerului si combustibilului sa patrunda in interiorul cilindrului.
Imediat ce pistonul ajunge la baza timpului de admisie, el actioneaza inchiderea supapei de admisie, iar amestecul de aer si combustibil este retinut in interiorul cilindrului. Acest amestec este comprimat foarte puternic de catre piston, pe masura ce acesta se misca in sus.
Componentele interioare ale cilindrului sunt aprinse de bujie. Procesul de combustie coboara pistonul, ceea ce da putere arborelui cotit sa puna masina in miscare. Supapa de esapament se deschide apoi pentru a elimina gazele, imediat ce pistonul ajunge in partea inferioara a cilindrului.
Arborele cotit misca pistoanele in sus si in jos in interiorul cilindrilor. O componenta numita arbore cu came este si ea importanta in regularizarea miscarii cilindrilor si se asigura ca acestia functioneaza cum trebuie.
De fiecare data cand arborele cotit se roteste, arborele cu came se roteste si el. Cele doua componente sunt legate intre ele si au o miscare sincronizata. Atunci cand arborele cu came se roteste, acesta provoaca deschiderea supapelor de admisie si iesire.
Acest proces permite intrarea unui flux de aer care provoaca explozii in interiorul cilindrului. Aceste explozii exercita presiune pe pistoane, astfel incat acestia sa isi mentina miscarea, si din ele rezulta miscarea rotilor. Volantul, care se afla la capatul arborelui cotit, ajuta la reducerea vibratiilor si la stabilirea unei miscari mai regulate.
Relatia dintre arborele cotit si arborele cu came este extrem de importanta pentru integrarea trenului de rulare, si nu trebuie subestimata. Practic, ele pornesc si incheie ciclul motorului, de la admisie, la esapament, mentinand diversele procese mecanice in armonie perfecta, prin conexiunea lor.
Importanta arborelui cotit
Arborele cotit este de departe cea mai solicitata piesa a unui motor cu ardere interna, deoarece are responsabilitatea de a prelua toata forta generata de arderea motorinei sau benzinei, dar si de presiunea creata in interiorul cilindrilor.
Arborele cotit nu are doar rolul de a pune rotile in miscare prin transmisie, ci indeplineste o serie de alte functii, cum ar fi antrenarea mai multor sisteme auxiliare ale motorului: pompele de ulei si apa, distributia, alternatorul sau sistemul de climatizare.
Este important ca arborele cotit trebuie sa fie foarte puternic si flexibil, deoarece suporta o cantitate ridicata de indoiri, stres torsional si vibratii, pe masura ce miscarea de rotatie este accelerata si decelerata brusc. In timpul functionarii motorului, arborele cotit este supus la o multime de alte eforturi, precum forta rezultanta transmisa prin biela, fortele de inertie ale maselor excentrice proprii, fortle de frecare si reactiunile in lagare. Rulmentii sunt si ei supusi la un grad inalt de uzura.
Date fiind conditiile dificile de functionare, constructia si materialul arborelui cotit trebuie sa satisfaca cerinte importante, precum rigiditate si rezistenta mecanica ridicate, rezistenta mare la uzura a suprafetelor fusurilor, precizie de fabricatie ca forma si dimensiuni, echilibrare statica si dinamica, rezistenta la oboseala inalta, evitarea rezonantei, atat pentru vibratiile de rasucire cat si pentru cele de incovoiere.
Sursa foto: stevemorrisengines.com, gumtree.co.za, youtube.com
