Albero motore: la base di un motore a pistoni

Certo, tutti hanno sentito parlare dell'albero motore. Ma, probabilmente, non tutti gli automobilisti capiscono chiaramente cos'è ea cosa serve. E alcuni non sanno nemmeno veramente che aspetto abbia e dove sia. Nel frattempo, questa è la parte più importante, senza la quale è impossibile il normale funzionamento di un motore a combustione interna a pistoni (ICE). 

Questa parte, va notato, è piuttosto pesante e costosa e la sua sostituzione è un affare molto problematico. Pertanto, gli ingegneri non smettono di provare a creare motori a combustione interna leggeri alternativi, in cui si potrebbe fare a meno di un albero motore. Tuttavia, le opzioni esistenti, ad esempio il motore Frolov, sono ancora troppo grezze, quindi è troppo presto per parlare dell'uso effettivo di tale unità.

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L'albero motore è parte integrante del gruppo chiave del motore a combustione interna: il meccanismo a manovella (KShM). Il meccanismo comprende anche bielle e parti del gruppo cilindro-pistone. 

Quando la miscela aria-carburante viene bruciata nel cilindro del motore, si forma un gas fortemente compresso che durante la fase di power stroke spinge il pistone al punto morto inferiore. 

La biella è collegata al pistone ad un'estremità con l'ausilio di uno spinotto e all'altra estremità al perno di biella dell'albero motore. La possibilità di connessione con il collo è fornita da una parte rimovibile della biella, chiamata cappuccio. Poiché il perno della biella è sfalsato rispetto all'asse longitudinale dell'albero, quando la biella lo spinge, l'albero gira. Si scopre qualcosa che ricorda la rotazione dei pedali di una bicicletta. Pertanto, il movimento alternativo dei pistoni viene convertito in rotazione dell'albero motore. 

Ad un'estremità dell'albero motore - il gambo - è montato un volano, contro il quale viene premuto. Attraverso di esso, la coppia viene trasmessa all'albero di ingresso del cambio e quindi attraverso la trasmissione alle ruote. Inoltre il massiccio volano, per la sua inerzia, assicura una rotazione uniforme dell'albero motore negli intervalli tra le corse di lavoro dei pistoni. 

All'altra estremità dell'albero - si chiama punta - posizionano un ingranaggio, attraverso il quale la rotazione viene trasmessa all'albero a camme, e che, a sua volta, controlla il funzionamento del meccanismo di distribuzione del gas. Lo stesso azionamento in molti casi avvia anche la pompa dell'acqua. Di solito ci sono le pulegge per l'azionamento delle unità ausiliarie: pompa del servosterzo (), generatore, condizionatore d'aria. 

disegno

Ogni albero motore specifico può avere le proprie caratteristiche di progettazione. Tuttavia, si possono distinguere elementi comuni a tutti.

Quelle sezioni che si trovano sull'asse longitudinale principale dell'albero sono chiamate perni principali (10). L'albero motore poggia su di essi quando è installato nel basamento del motore. Per il montaggio vengono utilizzati cuscinetti a strisciamento (rivestimenti).

I perni di biella (6) sono paralleli all'asse principale, ma sfalsati rispetto ad esso. Mentre la rotazione dei perni principali avviene rigorosamente lungo l'asse principale, i perni della manovella si muovono in cerchio. Queste sono le stesse ginocchia, grazie alle quali la parte ha preso il nome. Servono per collegare le bielle e attraverso di esse ricevono i movimenti alternativi dei pistoni. Qui vengono utilizzati anche cuscinetti a strisciamento. Il numero di perni di biella è uguale al numero di cilindri nel motore. Sebbene nei motori a forma di V, due bielle spesso poggiano su un perno principale.

Per compensare le forze centrifughe generate dalla rotazione dei perni di biella, nella maggior parte dei casi, anche se non sempre, sono dotati di contrappesi (4 e 9). Possono essere posizionati su entrambi i lati del collo o solo su uno. La presenza di contrappesi evita la deformazione dell'albero, che può causare un funzionamento non corretto del motore. Ci sono casi frequenti in cui la flessione dell'albero motore porta addirittura al suo inceppamento.

Le cosiddette guance (5) collegano i perni principale e di biella. Fungono anche da contrappesi aggiuntivi. Maggiore è l'altezza delle guance, più lontani dall'asse principale sono i perni di biella e, quindi, maggiore è la coppia, ma minore è la velocità massima che il motore è in grado di sviluppare.

Sul gambo dell'albero motore è presente una flangia (7) alla quale è fissato il volano.

All'estremità opposta è presente una sede (2) per l'ingranaggio comando albero a camme (cinghia di distribuzione).

In alcuni casi, a un'estremità dell'albero motore è presente un ingranaggio già pronto per l'azionamento di unità ausiliarie.

L'albero motore è montato nel basamento del motore sulle superfici di appoggio mediante cuscinetti di banco, fissati dall'alto con coperchi. Gli anelli di spinta vicino ai perni principali non consentono all'albero di muoversi lungo il proprio asse. Dal lato della punta e del gambo dell'albero nel basamento sono presenti i paraolio. 

Per fornire lubrificante ai perni principale e di biella, hanno speciali fori per l'olio. Attraverso questi canali vengono lubrificati i cosiddetti liner (cuscinetti di scorrimento), che vengono posizionati sui colli.

Produzione

Per la produzione di alberi a gomiti vengono utilizzati gradi di acciaio ad alta resistenza e tipi speciali di ghisa con l'aggiunta di magnesio. Gli alberi in acciaio sono generalmente prodotti mediante stampaggio (forgiatura) seguito da trattamento termico e meccanico. Per garantire la fornitura di lubrificante, vengono perforati speciali canali dell'olio. Nella fase finale della produzione, il pezzo viene bilanciato dinamicamente per compensare i momenti centrifughi che si verificano durante la rotazione. L'albero è bilanciato e quindi durante la rotazione si escludono vibrazioni e battimenti.

I prodotti in ghisa sono realizzati mediante fusione ad alta precisione. Gli alberi in ghisa sono più economici e questo metodo di produzione facilita la creazione di fori e cavità interne.

In alcuni casi, l'albero motore può avere un design pieghevole ed essere costituito da più parti, ma tali parti non sono praticamente utilizzate nell'industria automobilistica, ad eccezione delle motociclette. 

Quali problemi possono sorgere con l'albero motore

L'albero motore è una delle parti più sollecitate di un'auto. I carichi sono principalmente di natura meccanica e termica. Inoltre, le sostanze aggressive, come i gas di scarico, hanno un effetto negativo. Pertanto, nonostante l'elevata resistenza del metallo con cui sono realizzati gli alberi motore, sono soggetti a usura naturale. 

L'aumento dell'usura è facilitato dall'abuso di velocità elevate del motore, dall'uso di lubrificanti inappropriati e, in generale, dall'abbandono delle regole di funzionamento tecnico.

Le camicie (in particolare i cuscinetti principali), la biella e i perni principali si consumano. È possibile piegare l'albero con una deviazione dall'asse. E poiché le tolleranze qui sono molto ridotte, anche una leggera deformazione può interrompere il normale funzionamento del propulsore fino all'inceppamento dell'albero motore. 

I problemi associati alle camicie ("attaccamento" al collo e sfregamento dei colli) costituiscono la parte del leone di tutti i malfunzionamenti dell'albero motore. Molto spesso si verificano a causa della mancanza di olio. Prima di tutto, in questi casi, è necessario controllare il sistema di lubrificazione - pompa dell'olio, filtro - e cambiare l'olio.

La vibrazione dell'albero motore è solitamente causata da uno scarso bilanciamento. Un'altra possibile causa potrebbe essere la combustione irregolare della miscela nei cilindri.

A volte possono apparire delle crepe, che inevitabilmente finiranno con la distruzione dell'albero. Ciò può essere causato da un difetto di fabbrica, che è molto raro, nonché dallo stress accumulato del metallo o dallo squilibrio. È molto probabile che la causa delle crepe sia l'impatto delle parti accoppiate. Un albero rotto non può essere riparato.

Tutto questo deve essere considerato prima di sostituire o riparare l'albero motore. Se non trovi ed elimini le cause dei problemi, nel prossimo futuro tutto dovrà essere ripetuto di nuovo.

Selezione, sostituzione, riparazione

Per ottenere l'albero motore, devi smontare il motore. Quindi vengono rimossi i cappelli dei cuscinetti principali e le bielle, nonché il volano e gli anelli di spinta. Successivamente, l'albero motore viene rimosso e viene eseguita la risoluzione dei problemi. Se la parte è stata precedentemente riparata e tutte le dimensioni di riparazione sono già state selezionate, dovrà essere sostituita. Se il grado di usura lo consente, l'albero viene pulito, prestando particolare attenzione ai fori dell'olio, quindi procedere alla riparazione.

L'usura sulla superficie dei colli viene eliminata mediante molatura a una dimensione di riparazione adeguata. Questo processo è lungi dall'essere così semplice come potrebbe sembrare a prima vista e richiede attrezzature speciali e qualifiche adeguate del maestro.

Sebbene, dopo tale lavorazione, il pezzo sia soggetto ad equilibratura ridinamica obbligatoria, la riparazione dell'albero motore è spesso limitata alla sola rettifica. Di conseguenza, un albero sbilanciato dopo tale riparazione può vibrare, mentre le sedi si rompono, le guarnizioni si allentano. Sono possibili altri problemi, che alla fine portano a un consumo eccessivo di carburante, un calo di potenza e un funzionamento instabile dell'unità in determinate modalità. 

Non è raro che un albero piegato venga raddrizzato, ma gli esperti sono riluttanti a intraprendere questo lavoro. La raddrizzatura e l'equilibratura è un processo molto laborioso e costoso. Inoltre, la modifica dell'albero motore è associata al rischio di frattura. Pertanto, nella maggior parte dei casi, un albero motore deformato è più facile ed economico da sostituire con uno nuovo.

In caso di sostituzione, è necessario installare esattamente la stessa parte o un analogo accettabile, altrimenti non è possibile evitare nuovi problemi.

L'acquisto di un albero motore usato a buon mercato è una specie di maiale in un colpo, che nessuno sa cosa andrà a finire alla fine. Nel migliore dei casi è un po' logoro, nel peggiore dei casi ha dei difetti che non si notano alla vista.

Acquistandone uno nuovo da un venditore di fiducia, puoi essere certo della sua qualità. Il negozio online cinese può offrire vari altri componenti della tua auto a prezzi ragionevoli.

Non dimenticare inoltre che quando si installa un nuovo albero motore, assicurarsi di sostituire la biella e i cuscinetti principali, nonché i paraolio.

Dopo aver sostituito l'albero motore, il motore deve essere rodato da due a duemilacinquecento chilometri in modalità dolce e senza sbalzi di velocità.