Baza energetica I-TRACTOARE

8/7/2019 Baza energetica I-TRACTOARE

1/101

- 1 -

UNIVERSITATEA DE TIINE AGRONOMICE IMEDICIN VETERINAR BUCURETI

FACULTATEA DE HORTICULTUR

nvmnt la distan

ef de lucrri dr. ing. PAUL DOBRE

TRACTOARE I MAINIHORTICOLE

Partea I

- 2009 -


2/101

- 2 -

TRACTOARE HORTICOLE

1. INTRODUCERE

Tractorul reprezint principala surs de energie, prezentnd importandeosebit n realizarea mecanizrii proceselor de producie la parametrii optimi ntoate sectoarele horticole. n scopul asigurrii unui grad de mecanizare ridicat alucrrilor horticole, se impune cunoaterea temeinic i folosirea cu randamentridicat a tractoarelor n scopul reducerii consumurilor specifice de combustibili,realizarea unui coeficient maxim de utilizare a puterii, mrirea capacitii de lucru,reducerea cheltuielilor de producie i a termenelor de execuie a lucrrilor.

n cuprinsul lucrrii se trateaz probleme privind cunoaterea materialelor ia organelor de maini necesare introducerii n studiul tractoarelor i mainilorhorticole, procesului de lucru pe care-l execut, pri componente, parametriiconstructivi i funcionali, reglaje, exploatare i protecia muncii.

Lucrarea constituie prima parte a disciplinei Tractoare i maini horticole,prevzut n planul de nvmnt pentru facultatea de horticultur, anul I,nvmnt la distan.


3/101

- 3 -

2. MATERIALE, ORGANE DE MAINI I MECANISME FOLOSITE

LA UTILAJELE HORTICOLE

2.1. Materiale folosite n construcia i exploatarea utilajelor horticole.

2.1.1. Generaliti

Materialele folosite n construcia i exploatarea utilajelor horticole (tractoare,maini i instalaii) se clasific n general n dou mari categorii: materiale metalice imateriale nemetalice. Materialele metalice, la rndul lor, pot fi feroase i neferoase.Ele se folosesc de regul sub form de aliaje metalice. Proprietile mecanice,chimice i termice ale aliajelor depind de componentele aliajului. De cele mai multe

ori proprietile mecanice ale aliajelor sunt superioare materialelor pure ce intr ncomponena lor.

2.1.2. Metale i aliaje feroase

Aliajele feroase reprezint aliaje ale fierului cu carbonul i cu alte elemente:siliciu, mangan, crom, nichel, cobalt, wolfram, cupru, aluminiu etc.

Cele mai importante aliaje ale fierului sunt aliajele fier-carbon. n funcie deproporia dintre carbon i fier se disting aliaje cu proprieti diferite reprezentate prinfonti oel.

Fonta este aliajul ce conine carbon C n proporie de 1,7 6,67 %. n afarde fier i carbon n font se mai gsesc i unele elemente nsoitoare reprezentateprin: Mn, P, Si, S, etc., sau unele elemente de aliere cum sunt: Cr, Ni, Mo, Cu, Al,Mg etc. care ridic calitile mecanice, rezistena la temperaturi nalte i oxidare. nfuncie de coninutul n carbon se obin dou feluri de font: fonta alb i fontacenuie.

Fonta alb are un coninut de carbon cuprins ntre 1,7 i 4,0 % i se obineprin rcirea brusc a topiturii. Carbonul, n cea mai mare parte rmne legat chimiccu fierul sub form de cementit. Are duritate i fragilitate mare. Se folosete la

obinerea de piese turnate care trebuie s aib suprafee dure i la elaborarea fonteimaleabile. De obicei fontelor albe nu li se aplic prelucrri mecanice.

Fonta maleabil se obine prin nclzirea prelungit a fontei albe latemperaturi ridicate i rcire lent.

Fonta cenuie are un coninut de carbon cuprins ntre 2,2 i 4,0 % i seobine prin rcirea lent a topiturii. n aceast situaie numai c.ca 0,8 % din carbonrmne legat chimic cu fierul sub form de cementit, cea mai mare parte rmneliber sub form de lamele de grafit, care dau culoarea cenuie, de unde i numele.Se toarn bine n forme, este fragil, se prelucreaz uor prin achiere. Din fontcenuie se realizeaz o serie de piese cum ar fi: blocul motor, chiulasa, carterultransmisiei etc.


4/101

- 4 -

Oelul se obine prin afinarea (oxidarea) fontei. Procentul de carbon n oelpoate varia ntre 0,04 % i 1,7 % , rezultnd oeluri cu caliti diferite. n timpulelaborrii n masa oelului se pot ncorpora diferite elemente de aliere cum sunt: Mn,Cr, Ni, Co, W, Va, Mo, etc. Prin aliere proprietile mecanice, chimice i fizice ale

oelului se schimb. Oelurile aliate cu Ni i Cr sunt inoxidabile, cele cu Mo rezist latemperaturi nalte, cele cu Va i W sunt oeluri rapide folosite pentru scule, etc.Oelurile se pot turna, lamina i forja. Se pot prelucra foarte bine prin achiere.

Nu sunt casante. Oelurile laminate se livreaz n profile: bare rotunde, ptrate,hexagonale, tabl, evi, etc. Din oel se realizeaz o mare parte din piesele destinateutilajelor horticole.

Piesele din oel, de regul sunt supuse unor tratamente termice itermochimice. Tratamentele termice sunt reprezentate n principal prin: recoacere,clirei revenire.

Recoacerea const n nclzirea piesei din oel la o temperatur de 800

9000C timp de cteva ore, dup care urmeaz o rcire lent i are ca scopnlturarea tensiunilor interioare, n vederea executrii altor operaii tehnologice deprelucrare ulterioar.

Clireaconst n nclzirea pieselor din oel la temperaturi de 800 8500C,dup care urmeaz o rcire brusc n ap, soluii de sruri minerale, ulei sau curentde aer rece i are ca scop mrirea duritii i a rezistenei.

Revenirea const n nclzirea pieselor din oel la o temperatur de 300 5000C urmat de o rcire lent. Se aplic pieselor din oel clite cu scopul de amicora fragilitatea i a nltura tensiunile interioare.

Tratamentele termochimice au ca scop mrirea duritii, a rezistenei la uzuri la coroziune. Aceste tratamente determin modificri ale compoziiei chimice nstraturile superficiale ale pieselor din oel datorit difuziei anumitor elemente chimice.Principalele tratamente termochimice sunt: cementarea, nitrurarea, sulfizarea,cromizarea, aluminizareaetc. i constau n nclzirea pieselor din oel la temperaturide 900 10000C n medii bogate n carbon, azot sau alte elemente, n funcie descopul urmrit.

2.1.3. Metale i aliaje neferoase.

Principalele metale neferoase folosite n construcia i exploatarea utilajelorhorticole sunt: cuprul, aluminiul, zincul, staniul, plumbul, nichelul, magneziul.

2.1.3.1. Cuprul (Cu) sau arama este un metal de culoare roietic, maleabil,ductil, cu o foarte bun conductibilitate electrici termic. Temperatura de topireeste de 1083 0C.

Prin alierea cuprului cu zincul se obine alama, iar prin alierea cuprului custaniul i celelalte elemente neferoase se obin bronzuri. Din cupru se realizeazconductori electrici, radiatoare termice, conducte, garnituri de etanare pentrutemperaturi ridicate etc.


5/101

- 5 -

Alamaeste un aliaj de culoare glbuie cu nuane verzui. Se folosete la lipireatare (almire) i la confecionarea de evi, recipiente, robinete, uruburi etc. celucreaz n mediu corosiv.

Bronzul are culori de la rou-glbui la gri-murdar n funcie de elementele

aliate i este folosit la confecionarea bucelor, cuzineilor de lagre etc.2.1.3.2. Nichelul (Ni) este un metal dur, rezistent la coroziune i oxidare.Temperatura de topire este de 14550C. Se folosete ca element de aliere la fonte ioeluri i la nichelarea (acoperirea cu nichel) suprafeelor metalice.

2.1.3.3. Zincul (Zn) are culoare alb-albstruie, rezisten mare la coroziune,se topete la temperatura de 4200C. Se folosete ca element de aliere i sefolosete la protejarea pieselor din oel i font mpotriva coroziuni acoperirigalvanice.

2.1.3.4. Plumbul (Pb) are culoare cenuiu-albastr, densitate mare, duritatemic, temperatura de topire este mic (3270C). Este foarte rezistent la coroziune. Se

folosete ca element de aliere la obinerea aliajelor antifriciune utilizate pentruconfecionarea lagrelor. Prin alierea plumbului cu staniul rezult aliajul pentrulipirea moale (cositorire). Plumbul se folosete pe scar larg la confecionareaplcilor pentru acumulatoarele electrice.

2.1.3.5. Staniul (Sn) sau cositorul are culoare alb-argintie, iar prin nclziredevine glbui. Temperatura de topire este de 2270C. Duritatea este mic i estemaleabil. Este un component important al multor aliaje.

2.1.3.6. Aluminiul (Al) este un metal neferos de culoare alb, cu densitatemic, foarte bun conductor de clduri electricitate. Se aliaz cu Zn,Cu, Si, Mg,

Ni, aliajele obinute avnd o mare rezisten la coroziune. Aluminiul se mai folosetepentru confecionarea radiatoarelor de clduri a conductorilor electrici.2.1.3.7. Magneziul (Mg) are culoare alb-argintie i o densitate mai mic chiar

dect aluminiul. Temperatura de topire este de 6500C. Magneziul este folosit n aliajcu aluminiul pentru confecionarea pieselor uoare de maini.

2.1.4. Materiale nemetalice

n construcia tractoarelor i mainilor horticole se folosesc o serie demateriale nemetalice ca: lemnul, sticla, cauciucul, materialele plastice, materialeletextile, materialele ceramice, lacuri, etc.

2.1.4.1. Lemnuleste un material cu masa specific mic, se prelucreaz uor,este ieftin, suport bine ocurile. Este higroscopic, este supus putrezirii i arderii.Esenele lemnoase pot fi: tari ( stejar, fag, salcm, frasin, nuc), moi (salcie, plop,brad), sau mijlocii ( paltin, mesteacn). Din lemn se realizeaz ambalaje, biele,lagre etc.

2.1.4.2. Sticla este un material ce se caracterizeaz prin transparen,conductibilitate termici electric nul, este casant. Este folosit la confecionareapaharelor de filtre, a sticlei de faruri, sticl pentru parbriz, geamuri pentru maini

horticole, izolatori electrici, izolatori termici sub form de vat de sticl, etc.


6/101

- 6 -

2.1.4.3. Cauciucul este un material elastic, cu un coeficient de frecare mare iun bun izolator electric. Calitatea deosebit a cauciucului este elasticitatea, carepoate fi mriti meninut prin vulcanizare (ameliorare cu sulf n proporie de 1 - 2%). Poate fi natural, obinut din arborele de cauciuc, sau sintetic obinut prin

procedee chimice din hidrocarburi. Este folosit la confecionarea anvelopelor,camerelor pneumatice, curelelor de transmisie, benzilor de transportor, garnituri,conducte flexibile, izolatori electrici, etc.

2.1.4.4. Materialele plastice se utilizeaz pe scar larg n construcia detractoare i maini horticole i tind s nlocuiasc metalele. Ele pot fi reprezentateprin: polietilen, polivinil clorur, polistiren, polivinil eter, polimetacrilor de metil(plexiglas), rin poliamidin (nailon), rini fenol-formaldehidice (bachelit, trolon)etc. Din mase plastice se confecioneaz roi dinate, cuzinei pentru lagre, izolatorielectrici, evi, piele artificial, rezervoare pentru lichide, pompe pentru lichide ialtele.

2.1.4.5. Ebonitaeste un material obinut prin vulcanizarea cauciucului sinteticsau natural cu adaos de sulf 25 40 %. Este un bun izolator electric, nu este elastici se folosete la confecionarea diferitelor piese de maini.

2.1.4.6. Vopselelese folosesc pentru a proteja suprafeele pieselor mpotrivaagenilor fizici i chimici din mediul nconjurtor, asigurnd totodat i un aspectplcut utilajelor. Se obin prin amestecarea unor colorani cu uleiuri sicative. Culorilevopselelor pot fi foarte variate.

2.1.4.7. Lacurilesunt produse organice dizolvate n diferii solveni (benzin,alcool, toluen, aceton etc.). Se folosesc ca i vopselele pentru acoperirea

suprafeelor diferitelor piese n scopul protejrii.2.1.4.8. Materialele abrazive sunt materiale cristaline, dure, naturale sausintetice, care intr n componena corpurilor abrazive: mirghel, cuar, corindon,cremene, diamant, carborund, electrocorund etc. Ele se regsesc sub form de:pietre abrazive, hrtie abraziv, pnz abraziv i sunt folosite ca scule de lucrupentru prelucrat metal fr vrfuri, ascuit scule, lefuirea lemnului i a metalului, etc.

2.1.4.9. Hrtia i cartonul sunt obinute din celuloz i se folosesc lafabricarea filtrelor, garniturilor, n tehnica izolaiei, la ambalaje.

2.1.4.10. Klingherituleste un material special pentru etanare, cu rezistenmare la temperaturi presiune. Este constituit din 70% azbest i 30 % cauciuc.Pentru mrirea rezistenei uneori este armat cu estur textil sau metalic. Dinklingherit se confecioneaz garniturile de chiulas.

2.1.4.11. Ferodoul este un material cu coeficient de frecare mare,termorezistent, cu rezisten mare la uzuri este folosit pentru acoperirea zonelorde friciune de la ambreiaje i frne.

Verificarea cunotinelor

1. n ce const, n principal, deosebirea dintre fonti oel?

2. Care sunt caracteristicile principale care difereniaz fonta alb de fontacenuie?


7/101

- 7 -

3. Care sunt principalele tratamente termice care se aplic pieselor din oel?4. ntre ce limite variaz coninutul de carbon n oel?5. Care dintre metalele neferoase au conductibilitate electric mare?6. Care sunt principalele aliaje ale cuprului?

7. Care sunt principalele utilizri ale plumbului?8. Care este materialul folosit la confecionarea garniturilor de chiulas?9. Care sunt caracteristicile principalele ale cauciucului?

2.1.5. Combustibili

Principalii combustibili utilizai n agricultur sunt reprezentai prin combustibilifosili i biocombustibili.

n categoria combustibililor fosili se ncadreaz: benzina, motorina, petrolul,gazelei crbunii.

2.1.5.1. Benzina se obine prin distilarea fracionat, cracarea simpl saucatalitic a ieiului. Este utilizat la motoarele cu ardere intern cu aprindere prinscnteie. Este constituit dintr-un amestec de hidrocarburi n compoziia creia intr:carbon 80 83 %, hidrogen 11 14 %, azot i sulf pn la 6 7%.

Proprietile benzinei care determin calitile sale de combustibil sunt:volatilitatea, neutralitatea, stabilitatea chimici antidetonana.

Antidetonana reprezint proprietatea care asigur arderea combustibilului cuo vitez de 15 20 m/s cu dezvoltarea unei presiuni corespunztoare a gazelorrezultate din ardere.

Este proprietatea care mpiedic producerea detonaiei.Detonaia este un fenomen nedorit caracterizat prin propagarea arderii cu ovitez foarte mare (1500 2000m/s) i dezvoltarea unei presiuni ridicate a gazelorde ardere, sub form de und de oc. Are ca efect imediat supranclzirea motorului,iar pe termen lung, datorit presiunilor mari ce se exercit asupra cilindrilor,pistoanelor i chiulasei, apar bti pronunate ce pot atrage distrugerea motorului.

Proprietile antidetonante ale unui combustibil sunt apreciate prin cifraoctanic CO (determinat dup metoda Research R) ce caracterizeaz tendinabenzinei de a se opune detonaiei. Ea reprezint coninutul procentual volumetric deizooctan ntr-un amestec de heptan i izooctan. Heptanul este considerat cu COzero, iar izooctanul cu CO 100.

Dup metoda Research cifra octanic se determin comparnd tendina dedetonaie a probei de benzin cu aceea a unui amestec de combustibil de referincu CO cunoscut n condiii de lucru standardizate la 600 rot/min, variind raportul decomprimare. Cu ct CO este mai ridicat, cu att posibilitatea apariiei detonaieieste mai mic. n funcie de CO rezultat, benzinele se clasific n: benzine normale CO/R-75, benzine regular CO/R-90 i benzine extra CO/R-98. R reprezintsimbolul metodei de determinare a CO (Research), iar cifra menionat reprezintvaloarea CO.

2.1.5.2. Motorinase obine prin distilarea fracionat a ieiului i se prezintsub forma unui lichid de culoare maro cu nuane verzi i miros caracteristic.


8/101

- 8 -

Proprietile de ardere ale motorinei se apreciaz dupcifra cetanici temperaturapunctului de congelare.

Cifra cetanic CC caracterizeaz tendina motorinei de a se autoaprinde ireprezint raportul procentual volumetric de amestec dintre hidrocarburile de baz

ce intr n compoziia motorinei: cetanul (C10H34) care se aprinde cu mult uurinialfametilnaftalenul (C11H10) care are o mare ntrziere la aprindere. Se determinprin compararea motorinei cu un amestec etalon format din cele dou hidrocarburi.Procentul de cetan din amestecul etalon care se comport ca motorina datreprezint CC a combustibilului studiat. Cifra cetanic a motorinelor este cuprinsntre 40 60.

Temperatura punctului de congelare PC reprezint temperatura la caremotorina nu mai este pulverizat corespunztor n interiorul cilindrilor. Duptemperatura punctului de congelare motorinele sunt grupate n trei categorii:

- motorin de iarn cu PC de 200C;

- motorin de toamn - primvar cu PC de 50C;- motorin de var cu PC de + 50C.2.1.5.3. Petrolul este un produs de distilare primar a ieiului i se folosete la

instalaii de uscare a produselor horticole, la nclzire etc.2.1.5.4. Combustibilii gazoi pot fi naturali: gazul metan, gazul de sond i

gazul natural, care se caracterizeaz printr-o compoziie chimic stabili artificiali:gazul de rafinrie,gazul de iluminat obinut prin degazeificarea combustibililor solizi.

n categoria biocombustibililor utilizai n horticultur se ncadreaz: uleiulvegetal, biodieselul, biogazul, biomasa, biometanolul i bioetanolul. Sunt combustibili

regenerabili, mai puin poluani dect cei fosili i de multe ori mai ieftini.2.1.5.5. Uleiul vegetal rezultat prin presare la rece sau la cald, extracie saualte procedee complementare din semine sau fructe oleaginoase, constituie uncombustibil excelent pentru motoarele cu aprindere prin comprimare (diesel). Celmai recomandat este uleiul de rapi obinut prin presare la rece ulei pur (filtrat, darfr modificri chimice). n prealabil trebuie corectatvscozitateacare este de 40de ori mai mare dect cea a motorinei i influeneaz negativ filtrarea i pulverizareauleiului. Vscozitatease reduce prin nclzirea prealabil a uleiului la temperaturi depn la 800C, cnd se apropie de cea a motorinei i nu mai ridic probleme legatede filtrare i pulverizare. Este mai puin poluant dect combustibilul clasic, este maiieftin i se poate produce direct la consumator din producia proprie sau din achiziii.Amestecul de ulei - motorin pe termen lung nu este indicat. Uleiul nu este perfectmiscibil cu motorina i nu arde n totalitate, printre altele, depunndu-se pe pistoanei segmeni sub form de gel determinnd cocsarea acestora.

2.1.5.6. Biodieselul se obine prin reacia de esterificare a grsimilor nprezena unui catalizator. n urma procesrii uleiului vegetal se obine biodiesel iglicerol. Produsul obinut are caracteristici foarte apropiate de ale motorinei, nefiindnecesare modificri ale sistemului de alimentare al motorului. Se amestec foartebine cu motorina. Pe termen lung utilizarea n amestec sau ca atare la motoarele

diesel nu ridic probleme, din contr reduce poluarea (compui sulfului lipsesc dingazele de ardere).


9/101

- 9 -

2.1.5.7.Biogazul sau gazul biologic reprezint un combustibil regenerabil,gazos i se obine n instalaii speciale prin fermentarea anaerob a materieiorganice. Este constituit n principal din metan i anhidrid carbonic. Pentruhorticultur, tehnologia de producere a biogazului prezint o serie de avantaje:utilizarea superioar a produciei secundare din agricultur, a dejeciilor animale,

reducerea mirosului generat de descompunerea dejeciilor animale, stocarea maiuoar a ngrmntului organic, asigurarea unui ngrmnt natural lichid,pretratat prin fermentare anaerob (cea mai mare parte a seminelor de buruieni imai mult de 90% din microorganismele patogene sunt distruse) care s nlocuiascngrmintele chimice, asigurarea de energie electrici termic ieftin. Biogazulse folosete pentru producerea de energie termici/sau electric.

2.1.5.8. Biomasa este un combustibil solid, regenerabil, constituind de faptproducia secundar rezult din pomicultur, viticultur, legumicultur, (ramuri depomi, coarde de vi de vie, tulpini de plante, smburi, etc.) i este utilizat pentruuscarea seminelor, a fructelor, a legumelor, pentru nclzirea spaiilor etc.

2.1.5.9. Biometanolul (CH3OH) sau alcoolul metilic este un combustibil lichid,regenerabil, folosit la motoarele cu aprindere prin scnteie, ca nlocuitor al benzineisau n amestec cu aceasta. Puterea caloric a metanolului este mai reduscomparativ cu benzina (19975 fa de 43940 kJ/kg la benzin), dar CO este multsuperioar - 110 fa de 75 la benzin, ceea ce i confer proprieti antidetonantedeosebite i totodat permite realizarea de motoare cu rapoarte de comprimaremari i randament sporit.

Prezena oxigenului n structura chimic a alcoolilor (implicit a metanolului)asigur o ardere mai bun a acestora i o poluare mai redus a mediului.

Este un lichid incolor, toxic, foarte corosiv. Se obine de obicei pornind de lagazeificarea lemnului uscat (procedeul Syngas).

2.1.5.10. Bioetanolul (CH3CH2OH) sau alcoolul etilic este folosit ca imetanolul la motoarele cu aprindere prin scnteie, ca atare sau n amestec cubenzina. Amestecul poate ajunge pn la 10 % alcool. Pentru realizarea amesteculuibenzin alcool, acesta obligatoriu trebuie s fie anhidru (lipsit de ap), ceea cenecesit costuri suplimentare. Utilizai ca nlocuitori ai benzinei pot fi folosii cuprocente semnificative de ap.

Puterea caloric a bioetanolului este 30730 kJ/kg, mai mare dect ceaa biometanolului, dar mai redus dect a benzinei, CO este 106 i beneficiaz de

aceleai avantaje ca i metanolul. Se obine prin fermentarea alcoolic a materiilordulci (sfecl de zahr,trestie de zahr,topinambur,sorg zaharat,etc) sau prin hidrolizamateriilor ce conin amidon (gru,porumb,orz,cartof,etc) i apoi distilare.


1. La ce tipuri de motoare termice este folosit benzina drept combustibil ?2. La ce tipuri de motoare termice este folosit motorina drept combustibil ?3. Care sunt proprietile principale ale benzinei ?

4. Ce reprezint cifra octanic ?


10/101

- 10 -

5. Care sunt parametrii dup care se apreciaz proprietile de ardere alemotorinei?

6. Ce reprezint cifra cetanic ?7. Ce reprezint temperatura punctului de congelare ?

8. Enumerai principalii biocombustibili utilizai n horticultur.9. Care sunt principalii parametrii ai uleiului vegetal care trebuie corectai nvederea utilizrii acestuia ca biocombustibil la motoarele Diesel?

10. Ce este biodieselul i la ce tipuri de motoare termice se poate utiliza?11. Prezena crui element n structura chimic a alcoolilor determin o

ardere mai complet n cilindrii motoarelor termice?

2.1.6. Lubrifiani

Lubrifianii sunt produse lichide uleiuri, sau solide - unsori consistente, care

asigur ungerea pieselor n scopul micorrii frecrii dintre ele i a reducerii uzurii.2.1.6.1. Uleiurile sunt lubrifiani lichizi folosii n exploatarea tractoarelor i

mainilor horticole.Dup domeniul de utilizare uleiurile se clasific n:a. Uleiuri de motor;b. Uleiuri de transmisie;c. Uleiuri hidraulice;d. Uleiuri universale.a. Uleiurile de motorau ca destinaie ungerea motoarelor termice cu ardere

intern. Ele sunt caracterizate print-o serie de proprieti, cele mai importante fiind:vscozitatea, onctuozitatea, rezistena la oxidare i stabilitatea chimic.- Vscozitateareprezint proprietatea uleiului de a se opune scurgerii. La un

ulei de calitate vscozitatea trebuie s rmn ct mai constant la variaii detemperatur.

- Onctuozitateareprezint proprietatea uleiului de a adera la suprafeele unsei de a forma o pelicul rezistent la presiunile mari de contact.

- Stabilitatea chimic reprezint proprietatea uleiului de a-i pstracaracteristicile o perioad mare de timp.

b. Uleiurile de transmisie au ca destinaie ungerea angrenajelor dintransmisiile tractoarelor i mainilor horticole (cutii de vitez, difereniale, reductoareplanetare etc.).

c. Uleiurile hidraulice se folosesc n instalaiile hidraulice ale tractoarelor imainilor horticole.

2.1.6.2. Unsorile consistente (vaseline) sunt lubrifiani solizi constituii dinsuspensii coloidale ale spunurilor acizilor grai, n uleiuri minerale. Principaleleproprieti ale unsorilor consistente sunt: punctul de picurarei rezistena la presiunede contact.

Punctul de picurarereprezint temperatura la care lubrifiantul trece din stare

solid n stare lichid (ncepe s picure). Punctul de picurare variaz de la 750 C la2250 C.


11/101

- 11 -

Pentru ridicarea punctului de picurare i mbuntirea proprietilor deungere, unsorile consistente se aditiveaz cu sodiu, litiu, calciu, grafit, etc.


1. Ce destinaie au uleiurile de motor?2. Care sunt principalele proprieti dup care se caracterizeaz uleiurile de

motor?3. Ce destinaie au uleiurile de transmisie?4. Ce sunt unsorile consistente i care sunt principalele lor proprieti ?

2.2. ORGANE DE MAINI

Tractoarele i mainile horticole sunt alctuite din pri elementare, cu funciidistincte, nedivizibile, numite organe de maini.

Organele de maini se clasific n dou grupe mari: organe de mainispecifice i organe de maini comune.

Organele de maini specifice sunt caracteristice numai unui tip de main sauansamblu (ex. biela motoarelor termice).

Organele de maini comune au aceeai form i ndeplinesc ntotdeaunaaceeai funcie n construcia oricrei maini (ex. nituri, pene, uruburi, etc).

Dup funcia pe care o ndeplinesc, organele de maini comune se clasific

n: organe de maini pentru asamblri, organe de maini ale micrii de rotaie,organele de mainipentru transmitereai transformarea micrii de rotaie, organede maini pentru reinereai transportul fluidelor.

2.2.1. Asamblri i organe de maini pentru asamblri

Asamblarea reprezint mbinarea a dou sau mai multor piese cu scopul de arealiza diferite componente ale utilajelor. Asamblrile se clasific n: asamblrinedemontabile, asamblri demontabile i asamblri elastice.

2.2.1.1. Asamblrile nedemontabile se realizeaz prin sudare, lipire inituire. Dup asamblare, prile componente nu se pot separa dect prin distrugereaorganelor de mbinare.

Sudarea este o mbinare nedemontabil i se poate realiza prin topire sauprin presiune.

Sudarea prin topire const n nclzirea pieselor pn la topirea zonelor dembinat. Se poate face cu sau fr adaus de material. Cldura necesar topiriimaterialului este realizat cu arc electric sau prin arderea unui gaz n curent deoxigen.

Sudarea prin presiune presupune nclzirea pieselor pn la starea pstoas,

dup care se aplic asupra lor o presiune mecanic.


12/101

- 12 -

Lipirea este o asamblare nedemontabil a dou sau mai multe piese, carepresupune adaos de material. Lipirile pot fi metalice sau cu adezivi.

Lipirile metalice pot fi moi, realizate cu aliaje de staniu i plumb (cositorire) latemperaturi reduse de topire, sau tari, realizate cu aliaje metalice (alam) care se

topesc la temperaturi ridicate.Nituirea este asamblarea nedemontabil care se realizeaz cu ajutorulniturilor.

Nitul este un organ de main format din tij i un cap (fig. 2.1). n timpulprocesului de nituire se formeazi cel de al doilea cap prin deformare la rece sau lacald. Niturile au forme i dimensiuni diferite, fiind realizate din materiale diferite (oel,cupru, aluminiu, etc.)

Figura 2.1. Tipuri de nituri: a cu cap semirotund; b - cu cap tronconic; c - cu cap plat;d - cu cap seminecat; e - cu cap necat.

mbinrile prin nituire (fig. 2.2) se pot realiza prin suprapunere sau cap la capcu ajutorul unor piese ajuttoare numite eclise.

Figura 2.2. mbinriprin nituire: a prinsuprapunere; b mbinare capla cap cu o eclis; c - mbinarecap la cap cu dou eclise; 1 eclise, 2 piese mbinate.


13/101

- 13 -

2.2.1.2. Asamblrile demontabilese realizeaz cu pene, uruburi, caneluri,tifturi i prin presare. n cazul acestor asamblri, la demontarea pieselor, organul dembinare nu se deterioreaz. Se folosesc cnd mbinarea se desface periodic cuscopul nlocuirii unor piese sau refacerea unor reglaje.

Penele sunt organe de maini demontabile care se utilizeaz pentrusolidarizarea roilor pe arbori sau a arborilor colineari. Clasificarea penelor se poateface dup mai multe criterii.

Dup poziia fa de axele longitudinale ale pieselor de asamblat, penele pot fitransversale i longitudinale.

Dup form penele pot fi: cu sau fr clci, paralele, concave, disc, etc.Penele transversale (fig. 2.3) se folosesc pentru mbinarea a doi arbori (dou

piese) ale cror axe sunt n prelungire.

Figura 2.3.Asamblare cu pantransversal. 1 pan; 2 i 3 -arbori.

Penele longitudinale (fig. 2.4) se folosesc de regul, pentru mbinarea roilorpe arbori. n seciune ele pot fi: ptrate, dreptunghiulare, circulare, etc. Locaul peneipoate fi practicat fie numai ntr-o pies (roat sau arbore), fie n ambele piese (nbutucul roii i n arbore).

Figura 2.4. Asamblri cu pene longitudinale: a pan cu clci; b pan nalt;c pan fr clci; d pan disc.


14/101

- 14 -

Canelurile sunt canale realizate n lungul arborilor arbori canelai, prin carese asambleaz cu butucul roii care este de asemenea canelat. De regul, astfel deasamblri permit roilor ca n timpul lucrului s se deplaseze longitudinal pe arbore(cutii de viteze n trepte). Asamblrile prin caneluri se pot asimila cu asamblrile prin

pene longitudinale.Asamblrile cu uruburi (asamblrile filetate) sunt cele mai rspnditeasamblri demontabile. Ele pot fi: de fixare, pentru transmiterea i transformareamicrii, pentru msurare, pentru reglaj, etc.

Prile componente ale unei mbinri cu uruburi (fig. 2.5) sunt: urubul,sistemul mpotriva autodeurubrii, piulia.

Figura 2.5. Asamblare prin urub ipiuli: 1 capul urubului; 2 corpulurubului; 3 aib plat; 4 piuli; 5i 6 piese asamblate.

uruburile(fig.2.6) sunt organe de maini pentru asamblri demontabile careservesc la realizarea asamblrilor demontabile. Prile componente ale unui urubsunt: cap, tij sau corp i filet.

Figura 2.6. uruburi: 1 cap; 2 corp (tij); 3 filet.


15/101

- 15 -

Principalul element al unui urub este filetul, care este un canal elicoidal de unanumit profil, executat pe o suprafa cilindric sau conic. El se caracterizeaz prinpas, diametru i profil.

Pasul reprezint distana msurat pe generatoarea cilindrului pe care o

parcurge un punct de pe canal la o rotaie complet a urubului. Dup valorilepasului uruburile pot fi cu pas mare, cu pas mic sau cu pas normal.Profilul poate avea form triunghiular, dreptunghiular, ptrat, dinte de

ferstru, trapezoidal, semirotund (Edison).Pentru uruburile destinate asamblrilor se folosete, de regul, profilul

triunghiular. Pentru uruburile destinate transmiterii i transformrii micrii i forei,se folosete profilul dinte de ferstru, dreptunghiular, ptrat, etc.

Dup forma capului, uruburile pot fi: cu cap hexagonal, ptrat, circular,bombat, necat, fluture, striat.

Piulia reprezint partea de nchidere a mbinrii cu urub. Forma piulielor

este variat (fig.2.7). La o piuli deosebim o gaur filetat, care trebuie s aibacelai diametru, pas i profil cu urubul.

Figura 2.7. Tipuri de piulie: a hexagonal; b ptrat; c fluture; d cucaneluri; e crenelat.

Sistemul de asigurare mpotriva autodeurubriimpiedic asamblrile filetates se autodesfac n timpul exploatrii unei maini din cauza vibraiilor. Se poaterealiza cu: contrapiuli, aib elastic, aib elastic stelat, piulie crenelate iplinturi, cu plci metalice ndoite (fig.2.8).

Asamblarea prin presare se poate aplica pieselor la rece sau la cald.Asamblarea se realizeaz datorit strngerii care ia natere ntre dou piese


16/101

- 16 -

conjugate. Astfel se asambleaz coroana dinat pe volanta motoarelor termice,rulmenii pe fusurile paliere ale arborilor, etc.

Figura 2.8. Asigurarea piulielor mpotriva autodeurubrii: a princontrapiuli; b cuaibe elastice stelate; c cu piuli crenelatiplint; d cuaibelastic (Grover); e cu plac metalic ndoit: 1 tija urubului; 2 piulia; 3 aibelastic spintecat; 4 plac metalic ndoit.

2.2.1.3. Asamblrile elastice se realizeaz cu ajutorul arcurilor, care suntelemente elastice. Clasificarea arcurilor se poate face dup forma constructiv idup felul cum sunt solicitate.

Dup form (fig. 2.9) arcurile pot fi: lamelare, elicoidale cilindrice sautronconice, spiralate, disc, bare de torsiune.

Dup felul solicitrii arcurile pot fi: de compresiune, de traciune, de torsiune ide ncovoiere.


17/101

- 17 -

Materialele din care pot fi executate arcurile sunt foarte variate: oel, metaleneferoase, materiale nemetalice, etc.

Figura 2.9. Tipuri de arcuri: a arc elicoidal cilindric; b arc elicoidal conic; c arc spiralat; d arcuri disc; e arc bar de torsiune cu un singur bra; f bar de torsiune cudou brae; g arc lamelar (cu foi): 1 foaia principal de arc; 2 2,3,4,5,6 foi de arc7 brid de prindere; 8 puncte de prindere; F fora de solicitare.

Arcurile lamelare (fig. 2.9.g) sunt realizate din una sau mai multe lamele de

oel, suprapuse i solidarizate cu brri sau uruburi. Foaia principal are lungimeamaxim i poate avea la extremiti ochiuri de prindere. Se folosesc de regul laautovehicule i remorci.

Arcurile elicoidale(fig. 2.9. a i b) sunt realizate din srm de oel de grosimii forme diferite nfurate elicoidal pe o suprafa directoare cilindric sau conic.Solicitrile la care sunt supuse pot fi de compresiune, de trac iune sau de torsiune.Se folosesc la supape, ambreiaje, frne, pompe de injecie, etc.

Arcurile spiralate (fig.2.9.c) se folosesc la aparatur de msuri control isunt realizate din srm sau band de oel.


18/101

- 18 -

Arcurile bar de torsiune (fig.2.9. e i f) sunt realizate din bare de oel cuseciune constant pe toat lungimea. Sunt prevzute cu unul sau dou brae. Sefolosesc la suspensia autovehiculelor, dinamometre, instalaii de ncercare, etc.

Arcurile disc (fig. 2.9.d) sunt constituite din discuri tronconice, suprapuse.

Astfel de arcuri se folosesc n construcia cuplajelor de friciune.

Verificarea cunotinelor1. Care sunt procedeele tehnice de efectuare a asamblrilor nedemontabile?2. Care sunt prile componente ale unui urub?3. Prin ce elemente se caracterizeaz un filet?4. Enumerai tipurile de arcuri utilizate la asamblrile elastice.5. n ce scop se folosesc siguranele elastice?6. Ce rol are piulia crenelati tiftul la asamblrile filetate?7. Care sunt elementele constitutive ale arcurilor lamelare?

2.2.2. Organe de maini ale micrii de rotaie

Organele de maini ale micrii de rotaie au rolul de a asigura micarea derotaie i sunt reprezentate prin: osii (axe), arbori, lagre.

2.2.2.1.Osiile sunt organe de maini care susin alte organe n rotaie (roilevehiculelor), fr ca ele s transmit momente de torsiune. Osiile pot fi fixe (se nvrtnumai roile pe ele), sau mobile, cnd sunt solidarizate cu roile i se rotesc

mpreun. Osiile se mai numesc i axe.2.2.2.2.Arborii sunt organe de maini pe care sunt fixate roi de transmisie,cuplaje, came, etc. i care sunt supuse ndeosebi la torsiune (primesc i transmitmomente de torsiune) i ncovoiere.

Dup forma constructiv (fig. 2.10), se pot clasifica n: arbori drepi, arboricotii, arbori flexibilii arbori articulai.


19/101

- 19 -

Figura 2.10. Osii i arbori: a osie; b arbore drept; c arbore cotit; d arbore flexibil; e arbore articulat:1 fus palier; 2 manivel; 3 fus maneton; 4 rol.

Dup poziie arborii se clasific n:orizontali, verticali, nclinai.Dup modul de primire i transmitere a micrii se clasific n: arbori motori(conductori, care transmit micarea), arbori condui (care primesc micarea), arboriprincipali (primari), arbori secundarii arbori intermediari.

Un arbore este alctuit n principal din: corpul arborelui, fusurile i zonele defixare (calare) a organelor de micare.

Corpul arborelui servete exclusiv pentru transmiterea puterii.Fusurile palieresunt acele pri cu care arborele se sprijin n lagre i sunt

bine prelucrate. Fusurile arborilor verticali se numesc pivoi.Fusurile manetoanesunt prezente la arborii cotii, pe ele se prind bielele prin

intermediul capului mare.Arborii se execut prin forjare, laminare sau turnare i sunt confecionai din

oel-carbon de calitate sau font cu grafit nodular. Pentru a asigura rezistena lauzur, fusurile arborilor sunt tratate termic i termochimic.

2.2.2.3. Lagrele sunt organe de maini care susin arborii sau osiile prinintermediul fusurilor. Dup felul forelor de frecare care iau natere n timpulfuncionrii, ele se clasific n: lagre cu alunecare i lagre cu rostogolire. Dupdirecia forelor principale care acioneaz asupra lor, lagrele pot fi: radiale, axiale iradial-axiale.

Lagrele cu alunecare(au suprafaa interioar n contact cu fusurile arborilori permite realizarea micrii de translaie, rotaie sau oscilaie. Ele pot fi lagresimple, sau lagre complexe

Lagrele simple pot fi realizate sub forma unui alezaj (orificiu) prevzut cu uncanal de ungere, care reprezint cel mai simplu lagr cu alunecare, sau cnd seurmrete o funcionare mai bun, se utilizeaz buce din bronz sau alam (fig.2.11.a, b),

Figura 2.11.Tipuri de lagre cualunecare: a lagr cubuce; b1 buce frguler; b2 buce cuguler; c lagr complex:1 corp; 2 capac; 3 cuzinei; 4 uruburi defixare; d lagr pentrufus vertical: 1 corp; 2 plac de glisare; 3

cuzinet; 4 - pivot.


20/101

- 20 -

Lagrele complexe (fig. 2.11.c) sunt alctuite din corp, capac i cuzinei.Cuzineii sunt reprezentai prin dou jumti de buce realizate din oel cptuite lainterior cu material antifriciune. Sunt prevzute cu canale de ungere.

Lagrele cu alunecare, axiale, folosite pentru fusuri verticale (pivoi) sunt

denumite crapodine (fig. 2.11.d).O atenie deosebit trebuie acordat modului de ungere a lagrelor cualunecare, astfel nct s se asigure n permanen o pelicul continu de lubrifiant.

Lagrele de rostogolire numite i rulmeni sunt constituite n general din douinele concentrice (fig.2.12. a, c) sau paralele avnd ntre ele ghidat corpuri derostogolire (bile, role, ace) de form sferic, cilindric, tronconic, butoia, cilindric-alungit (ace), dispuse pe unul sau dou rnduri. Prezint o serie de avantaje:rezistena la uzur mai mic, uzura fusului practic inexistent, nlocuire uoar.

Figura 2.12.

Lagre cu rostogolire(rulmeni): a i c rulmeni radiali; b rulment axial: 1 inelinterior; 2 inelexterior; 3 corpuride rulare; 4 coliviede ghidaj a corpurilorde rostogolire; 5 i 6

inele paralele.

2.2.2.4. Cuplajele sunt organe de maini prin care se realizeaz legturapermanent sau intermitent ntre doi arbori situai unul n prelungirea celuilalt cuscopul transmiterii micrii de rotaie i a momentului de torsiune.

Dup caracterul legturii dintre arbori, cuplajele se clasific n: cuplajepermanente i cuplaje intermitente (legtura dintre arbori poate fi stabilit sauntrerupt printr-o comand exterioar). Cuplajele permanente la rndul lor pot fi fixesau mobile.

Cuplajele permanente fixe(fig.2.13) pot fi realizate sub form de manon sausub form de flane sau discuri.

Figura 2.13. Cuplajepermanente fixe: a cuflane: 1 flane; 2 arbori; 3- uruburi; b cu discuri: 1 i


21/101

- 21 -

2 arbori; 3 pan; 4 discuri.

Cuplajele permanente mobile (fig.2.14) pot fi realizate cu elemente

intermediare rigide sau elastice i permit arborilor abateri de la coaxialitate.

Figura 2. 14.Cuplaje mobile: a cu gheare: 1, 2 gheare dispuse ncruce; b cardanic:1, 2 furci cardanice;3 cruce cardanic;

4, 5 arbori; c cumanoane cudantur frontal: 1, 2 manoane cu dini;

a canal pentru furc de cuplare; 3 partea conductoare; 4 partea condus; d centrifugal: 1 arbore conductor; 2 arbore condus; 3 manon exterior; 4 manon interior; 5 arc; m mas n micare; Fi fora de inerie; e, f unidirecional cu role: 1 disc; 2 manon; 3 rol; 4 tift; 5 arc.


22/101

- 22 -

Cuplajele intermitentepermit stabilirea sau ntreruperea legturii dintre arborisub sarcin sau n mers. Ele pot fi rigide cnd nu permit rotirea relativ a arborilor ide friciune, cnd permit rotirea relativ a arborilor.

Cuplajele intermitente rigide pot fi realizate cu gheare, la care cuplarea se

realizeaz numai n repaus, cu boluri, cu pan mobil.Cuplajele intermitente de friciune numite i ambreiaje pot fi comandate dinexterior i permit cuplarea i decuplarea n mers i n repaus i sunt realizate cudiscuri plane, conice, cilindrice, sau comanda automat, cnd turaia arborelui atingeo anumit valoare, ambreiaje automate care pot fi centrifugale (fig. 2.14. d) sauunidirecionale (fig. 2.14. e, f).


1. Prin ce se difereniaz arborii i osii?

2. Clasificai arborii dup forma constructiv.3. Ce rol au fusurile paliere ale arborilor?4. Care sunt diferenele dintre lagrele cu alunecare i cele cu rostogolire?5. Ce sunt cuplajele?

2.2.3. Organe pentru transmiterea i transformarea micrii de rotaie

2.2.3.1. Transmisiile cu roi de friciune se folosesc pentru transmiterea de

puteri mici ntre arbori apropiai. Micarea de rotaie se transmite de la roataconductoare la cea condus, datorit forei de frecare care ia natere la contactuldintre roi. Roile de friciune pot fi cilindrice sau conice (fig. 2.15). Cu ajutorul ro ilorde friciune se pot realiza i variatoare de vitez.

Figura 2.15. Roide friciune: a cilindrice:1 roat conductoare; 2 roat condus; b conice.


23/101

- 23 -

n cazul transmiterii micrii fr alunecare, raportul de transmitere a micriieste dat de relaia:

i = = (2.1)n care: i raportul de transmitere; n1 i n2 turaiile roilor; D1 i D2 diametrelecelor dou roi.

2.2.3.1. Transmisiile cu roi dinate (angrenajele) (fig. 2.16) suntmecanisme formate din cel puin dou roi dinate angrenate (dinii se ntreptrund),

Figura 2.16.

Tipuri de angrenaje:a - cu roi dinatecilindrice cu dininclinai; b - cu roidinate cilindrice cudini n V; c interior,cu roi dinatecilindrice cu dinidrepi; d - cu roi

dinate cilindrice cudini elicoidali; e - curoi dinate conice cudini drepi.

care se folosesc pentru transmitere micrii ntre doi arbori apropiai, cu precizie. Setransmit fore i turaii de la valori mici la valori mari. Ele pot fi alctuite din roidinate cilindrice, conice, elicoidale, cu dantur dreapt, nclinat, n V sau curbat.

Elementele geometrice ale unei roi dinate (fig.2.17) sunt: diametrul interiorDi, diametrul exteriorDe, diametrul de divizare (rostogolire) Dr, profilul dintelui, pasul

danturii p, modulul m,numrul de diniZ.

Figura 2.17.Elementele unei roidinate: Ri razacercului interior; Rp raza cercului de divizare;

Re raza cerculuiexterior; h nlimea


24/101

- 24 -

dintelui; l limea dintelui; 1 cercul exterior; 2 cercul de divizare; 3 cerculinterior.

Pentru ca dou roi dinate s se poat angrena trebuie s aib aceleai

elemente constructive ( pas, profil, modul, dispunerea dinilor).Pasul dinilor p reprezint unul din elementele de baz ale danturii ireprezint distana dintre un plin (dinte) i un gol msurat pe cercul de divizare. Seexprim prin relaia:

p= [mm] (2.2)

n care: Dr diametrul de divizare; Z numrul de dini.Modululmeste un alt parametru de baz al angrenajului i este definit ca fiind

raportul dintre diametrul cercului de divizare Dr i numrul de dini al roii Z.

m = (2.3)

nlocuind pe m n relaia 2.2, pasul p devine:

p = m (2.4)

Toate roile dintr-un angrenaj au acelai pas i modul.

Raportul de transmitere a micrii ieste dat de relaia:

i= = = (2.5)

Transmisiile prin curelese bazeaz pe frecarea dintre cure i roile pe care lenconjoar. Dup forma seciunii curelele pot fi: late, trapezoidale, rotunde, profilate,etc. (fig.2.18).

Figura 2.18. Forme ale seciunii curelei:a dreptunghiular; b trapezoidal; c rotund.


25/101

- 25 -

Curelele pentru transmisii pot fi realizate din piele tehnic, materiale textilecauciucate, materiale plastice, etc.

Transmisiile prin curele sunt silenioase, transmit micarea la distane variatentre arbori i protejeaz mecanismele la suprasolicitri prin patinarea curelei. Nu

sunt indicate pentru transmitere de fore mari. Micarea nu se transmite cu preciziedatorit patinrii.Elementele de calcul privind raportul de transmitere sunt asemntoare cu

cele ale roilor de friciune, adic:

i = = (2.6)

Transmisiile prin curele pot fi realizate cu ramuri deschise, cu ramurincruciate, cu ramuri semincruciate, cu roi multiple, etc.(fig.2.19).

Figura 2.19. Transmisii prin curele: a cu ramuri deschise; b cu ramurincruciate; c cu ramuri semincruciate; d cu roi multiple.

Curelele profilate reprezint un caz particular, micarea se transmite ntrearbori cu precizie, datorit angrenrii profilelor curelei cu cele ale roilor de curea.Transmisiile prin lanuri se folosesc n construcia utilajelor horticole pentru

transmiterea micrii fr patinare (cu precizie) i fr schimbarea sensului derotaie.

O transmisie cu lan presupune existena a cel puin dou roi de lani unlan, care poate fi: cu zale articulate, cu eclise articulate i speciale (fig.2.20). Dincategoria lanurilor speciale fac parte i lanurile agricole (fig.2.20. b i d).

Cablurile sunt organe de maini care se folosesc n special la traciune. Uncablu este realizat din mai multe toroane din fire de oel, rsucite pe un fir de oel

sau o funie de cnep ce constituie inima cablului (fig.2.20. e).


26/101

- 26 -

Figura 2.20. Forme de lani cablu: a cu eclise: 1 i 2 eclise; 3 boluri; 4 buce; p pasul lanului; bi d lanuri agricole: 1 za de lan; 2 partea de uzura lanului; c cu eclise multiple; e cabluri: 5 toroane; 6 - inim.


1. Care sunt diferenele ntre transmisiile cu roi de friciune i cele cu roidinate?

2. Ce raport trebuie s existe ntre diametrele a dou roi de friciune pentru

transmiterea unei turaii la arborele condus de dou ori mai mare?R: =

3. Ci dini trebuie s aib o roat dinat de pe arborele condus dac ceade pe arborele conductor are 36 dini, iar raportul de transmitere este de? R: 27

4. Care sunt diferenele dintre o transmisie prin lani una prin curea?

2.2.4. Organe pentru ungere

Ungerea organelor de maini aflate n micare are ca scop reducerea uzuriipieselor i reducerea pierderilor energetice prin frecare. Prin ungere se asigur opelicul de lubrifiant ntre suprafeele aflate n frecare.

Lubrifianii folosii la ungerea lagrelor pot fi lichizi (uleiuri) sau solizi(vaseline). Alegerea dispozitivelor i a metodei de ungere depinde de caracteristicileconstructive i funcionale ale mainii, de ncrcarea mainii, felul lubrifiantului,condiii de mediu, etc.

Ungerea cu ulei a pieselor se poate face n dou moduri: individual icentralizat. Ungerea individual se poate realiza prin picurare (fig. 2.21. a) cu

ajutorul ungtoarelor cu fitil, prin introducere periodic de ulei, etc. Ungerea


27/101

- 27 -

centralizat se realizeaz prin circulaia uleiului reinut ntr-un rezervor cu ajutorulunei pompe.

Pentru introducerea unsorilor consistente n zonele de ungere se folosescdispozitive numite gresoare care pot fi cu bil sau cu plnie (fig. 2. 21. b i c).

a b c

Figura 2.21. Ungtoare: a ungtor cu fitil pentru ulei; b ungtor cu bilpentru vaselin: 1 corp; 2 bil; 3 arc; 4 - canal;c ungtor cu plnie pentruvaselin: 1 corp; 2 capac; 3 canal.

2.3. Mecanisme utilizate la tractoare i maini horticole

Mecanismul reprezint un ansamblu de organe de maini legate mobil ntreele cu scopul de a transmite i a transforma o micare dat ntr-o micare necesar.

Principalele mecanisme utilizate la utilajele horticole sunt: mecanismul biel-manivel; mecanismul cu excentric; mecanismul cu cam; mecanismul cu urub ipiuli; mecanismul cu urub i roat melcat; mecanismul cu cremalier;mecanismul cu clichet; mecanismele cu fluide.

Mecanismul biel-manivel (fig.2.22) are o larg utilizare n practic i arerolul de a transforma micarea de rotaie n micare rectilinie alternativi invers.

Acest tip de mecanism se folosete la motoarele cu ardere intern, la pompele cupiston etc.


28/101

- 28 -

Figura 2.22. Mecanismul biel-manivel: 1 manivel; 2 biel; 3 piston.

Mecanismul cu excentric (fig.2.23) transform micarea de rotaie n micarede translaie alternativ. Se folosete la acionarea aparatului de tiere al cositorilor,

la batiul sitelor mainilor de condiionat etc.

Figura 2.23. Mecanism cu excentric: 1 excentric; 2 - biel.

Mecanismul cu cam (fig.2.24. a i b) transform micarea de rotaie continun micare de translaie. Mecanismul este ireversibil. Are n componen o cammontat pe un arbore i un tachet mpingtor. Se folosete la o serie de maini i lamecanismul de distribuie al motoarelor termice.

a b c

Figura 2.24. Mecanisme: a i b cu excentric: 1 arbore; 2 cam; 3 tachet; c cuurubi piuli.

Mecanismul cuurubi piuli (fig.2.25. c) transform micarea de rotaie nmicare de translaie. Este ireversibil. Este compus dintr-o piuli i un urub. Se

folosete la mecanismul de reglare a adncimii de lucru a plugului, la prese devinificaie etc. Este un mecanism simplu.


29/101


30/101

- 30 -

Mecanismele cu fluideservesc la acionarea unor dispozitive de acionare amainilor horticole fie prin intermediul unui lichid (ulei) fie al unui gaz.


1. n cazul mecanismului biel-manivel micarea de rotaie continu setransform n micare de translaie. Transformarea poate avea loc iinvers?

2. Care sunt prile componente ale unui mecanism cu cam?3. Care sunt transformrile de micare n cazul mecanismului cu clichet?

3. MAINI ELECTRICE

Mainile electrice sunt utilizate n toate sferele de activitate ale omului. nprocesul de conversie (transformare) a energiei, un loc nsemnat l ocup conversiaelectromecanic care se realizeaz cu ajutorul mainilor electrice.

Maina care realizeaz conversia energiei mecanice n energie electricpoart numele de generator electric.

Maina care realizeaz conversia energiei electrice n energie mecanicpoart numele de motor electric.

Maina electric care modific parametrii unei transmisii de energie electric(frecven, tensiune, intensitate, numr de faze etc.) poart numele de convertizor

electric.Maina electric care primete att energie electric ct i energie mecanic

i le transform n cldur, prin efectul Joule, poart numele de frn electric.Transformatorul electricdei nu este o main electric n sensul definiiilor

date, este studiat la mainile electrice datorit aspectelor teoretice comune.Mrimile nominale ale mainilor i transformatoarelor electrice. Regimul

nominal de funcionare al mainilor i transformatoarelor este caracterizat prinvalorile nominale ale parametrilor: putere, tensiune, intensitate (curent), frecven,turaie, etc. Aceste mrimi , de regul, sunt nscrise pe plcuele indicatoare ale

mainilor i transformatoarelor.Puterea nominala unui motor reprezint puterea mecanic util la arbore(exprimat n W).

Puterea nominala unui transformatorreprezint valoarea exprimat n wai,msurat la bornele secundare, pentru care nu sunt depite limitele admisibile denclzire a bobinajelor.

Tensiunea nominaleste tensiunea nominal pentru care a fost construitmaina.

Tensiunea de excitaie reprezint tensiunea necesar a fi aplicat bobinelorde excitaie.


31/101

- 31 -

Tensiunea nominal primar reprezint tensiunea aplicat la bornelenfurrii primare a transformatorului.

Tensiunea nominal secundar reprezint tensiunea la bornele nfurriisecundare, atunci cnd la bornele nfurrii primare se aplic tensiunea nominali

transformatorul funcioneaz n gol (nu are sarcin).Curentul nominal este curentul absorbit de la reea corespunztor puterii itensiunii nominale.

Raportul nominal de transformare (K) reprezint raportul tensiunilornominale cnd transformatorul funcioneaz n gol.

Turaia nominal este turaia arborelui motorului (rot/min.) cnd acestafuncioneaz la tensiunea nominali curentul nominal.

Randamentul motorului reprezint raportul = Pn/Pa, unde: Pn este putereanominal a motorului; Pa este puterea absorbit de la reea. Randamentul estesubunitar datorit pierderilor de energie din main.

Analiznd principiile de funcionare ale mainilor electrice se constat cacestea sunt reversibile din punct de vedere energetic, adic conversia energieipoate fi fcut n ambele sensuri prin intermediul aceleiai maini. n toate cazurile,conversia se face cu pierderi ireversibile de energie, prin transformarea unei pri dinenergie n cldur prin efectul Joule (fig.3.1).

Figura 3.1. Moduri de conversie electromagnetic: a motor; b generator; c convertizor; d frn: PE puterea electric PM putere mecanic; PJ pierderiireversibile de energie prin efectul Joule.

Din punct de vedere constructiv, orice main electric prezint un sistemmagnetic, unul electric i unul mecanic. Sistemul magnetic se mai numete i circuitmagnetit i este format din dou armturi separate de un strat de aer, numit ntrefier.

ntrefierul permite micarea relativ a celor dou armturi. Majoritatea mainilor auuna din armturi cu micare de rotaie i se numesc maini rotative. De regularmtura exterioar este fixi se numete stator, iar cea interioar se poate roti ise numete rotor. Din cele dou armturi, cel puin una este prevzut cu un sistemelectric format din conductori electrici izolai, prin care circul curentul electric.Armtura care produce fluxul magnetic se numete inductor, iar armtura cusistemul electric n care se induc cureni electrici se numete indus.

Sistemul electric are ca element de baz al nfurrii spira, care esteconstituit din dou conductoare nseriate. Dac una sau mai multe spire izolate

ntre ele formeaz o unitate constructiv, aceasta se numete bobin; una sau mai


32/101

- 32 -

multe bobine conectate ntre ele i la bornele crora se obine sau se aplic otensiune de lucru formeaznfurarea sistemului electric.

Mainile electrice se clasific n dou mari categorii: maini de curentalternativi maini de curent continuu.

3.1. Maini de curent alternativ. Dup raportul dintre turaia rotorului i acmpului magnetic nvrtitor, mainile de curent alternativ se clasific n doucategorii: maini sincrone i maini asincrone.

3.1.1. Mainile sincrone (fig.3.2) sunt maini de curent alternativ la careturaia rotorului este egal cu cea a cmpului magnetic (turaie constant) nvrtitor,indiferent de sarcin. Ele pot funciona n dou regimuri: ca generatoare i ca

Figura 3.2. Main sincron cu rotorul cu

poli apareni: axa d axa neutral; axa q axapolilor.

motoare. Ca generatoare mainile sincrone transform energia mecanic primit laarbore de la un motor, n curent electric alternativ. Ca motoare ele transformenergia electric alternativ primit de la reea, n energie mecanic.

Cea mai mare utilizare o au mainile sincrone n regim de generator sincrontrifazat, folosit n prezent n toate centralele electrice pentru producerea curentuluielectric alternativ trifazat. n mod obinuit, rotorul este inductor i statorul indus.

Principiul de funcionare al mainilor electrice rotative (fig. 3.3). Dacspira se rotete n cmpul magnetic al polilor inductori cu o vitez unghiularconstant, fluxul magnetic prin spir variaz periodic n timp i induce in spir otensiune electromotoare alternativ.Cnd planul spirei se gsete pe axa neutral magnetic, inducia magnetic este

nuli ca urmare tensiune electromotoare indus este nul (latura a este situat n

partea de sus). Pe msur ce unghiul dintre planul spirei i axa neutral crete(latura a coboar), tensiune electromotoare indus n spir crete i atinge un maximcnd planul spirei este paralel cu axa polilor (spira a parcurs 900) i descrete pnla 0 cnd spira ajunge din nou n planul axei neutrale (latura a ajunge n partea dejos). Tensiune electromotoare indus crete din nou pe msur ce planul spirei seapropie de axa polilor, dar acum latura a se deprteaz de polul N i se apropie depolul S i ca urmare se schimb sensul tensiune electromotoare induse. Deci nspir se induce o tensiune electromotoare alternativ. Acest principiu st la bazafuncionrii generatoarelor de curent alternativ (fig.3.3.a i 3.4.a).


33/101

- 33 -

a b

Figura 3.3. Schema generatorului de curent electric cu o spir cu o spir:a alternativ;b continuu.

Figura 3.4. Tensiunea labornele generatorului: a de

curent alternativ; b de curentcontinuu.

nlocuind inelele colectorului cu un colector cu dou plcue (fig.3.3.b i 3.4.b),iar periile colectoare sunt dispuse astfel nct s calce pe ambele plcue cndplanul spirei se gsete pe axa neutral magnetic, adic atunci cnd induciamagnetic este 0 i tensiunea electromotoare este nul. Aezate n acest mod, seconstat c peria p1 are mereu semnul tensiunii electromotoare induse nconductoarele de sub polul N, iar peria p2 semnul opus, corespunztor tensiuniielectromotoare indus n conductoarele de sub polul S. Deci colectorul cu plcueredreseaz curentul alternativ din nfurarea rotoric, astfel nct n circuitul exterioravem tensiune electromotoare continu.

3.1.2. Maini asincrone. Maina electric la care turaia rotorului este maimic dect turaia cmpului magnetic nvrtitor i variaz n funcie de sarcin, senumete main asincron.


34/101

- 34 -

Motorul asincron este o main de curent alternativ care transform energiaelectric primit de la reea n energie mecanic. Ele pot fi monofazate sau trifazate(fig. 3.5).

Funcionara acestui motor se bazeaz pe principiul interaciunii dintre cmpul

magnetic nvrtitor al statorului conectat la reea i curentul indus n rotor.Motoarele asincrone trifazate au nfurarea statoric (inductorul) realizatdin trei bobine montate simetric pe circumferina statorului. Ele sunt parcurse decureni egali ca mrime, dar defazai ntre ei cu 1200 . Aceti cureni vor produce uncmp magnetic a crei ax se rotete n sensul succesiunii fazelor cu turaia:

no=60f/p,unde f este frecvena tensiunii reelei de alimentare, iar p este numrul de

perechi de poli ai nfurrii.

Figura 3.5. Schema motorului asincron trifazat cu colector cu inele: 1 nfurarea statorului; 2 nfurarea rotorului; 3 inele colectoare; 4 periicolectoare; S,R,T faze; A,B,C, x,z,z borne statorice.

Cmpul magnetic creat n nfurarea statoric la trecerea curentului electricalternativ trifazat poart numele de cmp magnetic nvrtitor. Acesta este un cmpmagnetic variabil i are ca efecte inducerea unei tensiuni electromotoare i creareaunui curent electric ntr-un circuit nchis, dac liniile de cmp trec prin acesta.

Motoarele asincrone trifazate pot fi realizate cu rotor bobina i cu rotor nscurtcircuit. Cele cu rotor bobinat sunt prevzute cu un colector cu trei inele.

Legarea la reeaua electric a motoarelor electrice asincrone ,trifazate, n

funcie de tensiunea pe care o suport bobinele statorice i de tensiunea reelei dealimentare. Astfel, ele se pot lega la reea n stea (fig.3.6) sau n triunghi (fig.3.7). Lalegarea n stea Ul = Uf3; La legarea n triunghi Ul = Uf. Fiecaremain electric este nsoit de o plcuindicatoare pe care sunt trecui parametriiprincipali printre care i modul de legare la reea i tensiunea nominal suportat pefaz.

Motoarele electrice asincrone, trifazate se folosesc pentru acionareapompelor de ap, a mainilor de curat i sortat, a mainilor de vinificaie etc.

3.2. Maini de curent continuu. Maina electric la care schimbul principal

de energie cu o reea se face n curent continuu se numete main de curentcontinuu. La mainile de curent continuu , de regul statorul este inductor iar rotorul


35/101

- 35 -

b.Figura 3.6. Schema legrii n stea lareeaua electric a; legarea n cutia deborne b. Uf - tensiunea de faz; Ul tensiune de linie.

a.

b.Figura 3.7. Schema legrii n

triunghi la reea a; legarea n cutia deborne b; Uf - tensiunea de faz; Ul tensiune de linie.

a.este indus (fig.3.8). Cmpul magnetic inductor este produs de nfurarea deexcitaie format din bobine aezate pe polii principali statorici, sau de magneipermaneni.

Figura 3.8. Schema mainiide curent continuu cu autoexcitaie nparalel: 1 inductor; 2 indus; 4

reostat; 5 consumator.


36/101

- 36 -

Alimentarea nfurrii de excitaie a mainilor de curent continuu se poateface de la o surs de curent exterioar, situaie n care maina se numete cuexcitaie separat, sau chiar de la main ,cnd aceasta se numete cuautoexcitaie. Mainile cu autoexcitaie pot avea nfurrile de excitaie conectate n

mai multe moduri: n derivaie, n serie, compus sau mixt (fig. 3.9).

Figura 3.9. Scheme de principiu pentru excitarea mainilor de curent continuu:a. excitaie separat; b,c,d e autoexcitaie: b. derivaie; c. serie; d. compus; e.

mixt.

Construcia mainilor de curent continuu. Principalele pri componenteale mainilor de curent continuu sunt reprezentate prin: stator, rotor, perii colectoare,scuturi cu lagre, cutia de borne.

Statorul produce fluxul magnetic inductor i este format din carcas, poli ibobine polare.

Polii principalisau de excitaiese fixeaz n interiorul carcasei, se realizeazdin tole din oel cu grosimea de 1 1,5 mm i sunt ntotdeauna n numr par.

Bobinele polaresunt realizate cu conductoare izolate de cupru sau aluminiu isunt fixate pe poli. Ele sunt legate n serie i conectate la o surs de curent continuu.Curentul ce trece prin ele se numete curent de excitaie i excit cmpul magneticinductor. Conexiunile ntre bobine se execut astfel nct s se realizeze oalternan a polaritii la trecerea curentului electric.

Rotorul este format din: arborele rotorului; pachetul de tole al rotorului;nfurarea rotoric; colectoruli ventilatorul. Rotorul n timpul funcionrii motoruluieste rotit de cuplul forelor de interaciune dintre cmpul magnetic inductor statoric icmpul magnetic indus rotoric, transformnd astfel energia electric n energie

mecanic.Arborele rotoruluieste realizat din oel i are rolul de a susine celelalte pricomponente ale rotorului i de a transmite energia mecanic de rotaie.

Pachetul de toleal rotorului se realizeaz din tabl de oel cu grosimea de 0,5mm., au forma unor discuri cu crestturi la exterior. Pachetul este montat strns pearbore.

nfurarea rotoric (indusul) const dintr-o serie de bobine realizate dinconductori izolai de cupru sau aluminiu i montate n crestturile pachetului de tole,capetele acestora fiind lipite cu lamelele colectorului.

Colectorul este format din lamele de cupru identice dispuse pe circumferina

unui butuc izolat, fixat pe arbore i izolate ntre ele.


37/101

- 37 -

Ventilatoruleste fixat pe arborele rotoric i asigur circulaia forat a aeruluiprin interiorul i exteriorul motorului, asigurnd astfel rcirea motorului.

Periile colectoare freac pe lamelele colectorului pentru a realiza legturaelectric ntre bobinajul rotoric i cutia de borne a motorului. Ele sunt montate n

suporii periilor colectoare i sunt realizate din materiale foarte bune conductoarede electricitate, relativ moi pentru a nu deteriora colectorul. Periodic se nlocuiesc.Scuturile cu lagresunt piese metalice care asigur nchiderea statorului i

susinerea arborelui rotoric, pentru a putea efectua micarea de rotaie. Lagrele potfi cu alunecare (buce sau cuzinei) sau cu rostogolire (rulmeni).

Cutia cu borne este prevzut cu capac pentru protecie, n interior, borne dincupru sau oel i servesc la conectarea capetelor nfurrilor din maini reeauade alimentare.

Generatoarele de curent continuu se utilizeaz la ncrcarea bateriilor deacumulatore, ca generatoare de sudur etc.

Motoarele de curent continuu se folosesc n diferite sisteme de acionareelectric la turaie variabil n limite largi i cuplu mare la pornire (pornireamotoarelor termice, tramvaie etc.).

3.3. Transformatoarele sunt maini electrice statice care transformtensiunea i intensitatea curentului electric . Dup numrul de faze pe care letransform, ele se clasific n: transformatoare monofazice (fig. 3.10.a) itransformatoare trifazice (fig.3.10.b).

a.Figura 3.10. Schema transformatorului electric:a monofazic; b trifazic: 1 nfurareprimar; 2 nfurare secundar; 3 miez

feromagnetic; U1, U2, I1, I2 mrimile nominaleale transformatorului. b.

Ca i mainile electrice rotative, transformatoarele funcioneaz pe bazaprincipiului induciei electromagnetice. Una dintre caracteristicile de baz aletransformatoarelor este raportul de transformare K:

K = = = (3.1)

n care: U1 este tensiunea aplicat nfurrii primare, U2 reprezint tensiunea dinnfurarea secundar, I1 curentul din nfurarea primar, I2 curentul din


38/101

- 38 -

nfurarea secundar, ns1 numrul de spire al nfurrii primare, ns2 numrulde spire al nfurrii secundare.

Dup valorile tensiunilor din cele dou nfurri, transformatoarele seclasific n: ridictoare de tensiune U1 < U2 i cobortoare de tensiune U1 > U2.

Transportul energiei electrice la distane mari se face la tensiune mare pentrua reduce pierderile prin efectul Joule, folosind transformatoare ridictoare detensiune, iar la consumatori, pentru a reduce riscul accidentelor prin electrocutare sefolosesc transformatoare cobortoare de tensiune.

4. SURSE DE ENERGII REGENERABILE

Criza energetic planetar accelereaz cutrile privind noi surse de energie, nspecial surse regenerabile, nepoluante, locale, relativ uor accesibile.

Sursele de energie regenerabile prezint o serie de avantaje comparativ cu

sursele clasice cunoscute i sub denumirea de surse de energie fosile (surse carese epuizeaz treptat fr posibilitatea de regenerare) i anume:

sunt regenerabile; gradul de poluare este mai redus; favorizeaz relansarea unor ramuri economice, contribuind n mod

semnificativ la balana economic a unei ri; asigur independena energetic a unor sectoare de activitate sau ri; pot constitui surse de venit.

Trebuie subliniat c de multe ori apelarea la noi surse de energie regenerabile

determin investiii mari, randament sczut, cheltuieli suplimentare privind distribuiai valorificarea, de aceea trebuie gsite soluii privind reducerea perioadelor deamortizare a investiiilor i de sporire a randamentului.

Sursele noi de energie regenerabile care se utilizeaz la nivel mondial sunt: biogazul - un combustibil gazos obinut din biomas i/sau din partea

biodegradabil a deeurilor;

biodiesel - un metil ester, de calitatea motorinei obinut din uleiuri vegetale

sau grsimi animale;

biomasa totalitatea produciei vegetale; bioetanol - obinut din biomasi/sau partea degradabil a deeurilor, prin

fermentaie etilic;

biometanol - obinut din biomas;

biometil ester - rezultat tot din biomas;

bio-etbe (etil-terbo-butil-ester) - pe baz de bioetanol;

bio-mtbe (metil-terbo-butil-ester) - pe baz de biometanol;

biocarburani sintetici - hidrocarburi sintetice sau amestecuri de

hidrocarburi sintetice, care au fost extrase din biomas;


39/101

- 39 -

biohidrogen - hidrogen extras din biomas i/sau partea degradabil a

deeurilor;

ulei vegetal pur - ulei produs din plante oleaginoase prin presare, extracie

sau alte proceduri compatibile, rafinat, dar nemodificat chimic.

energia solar;

energia eolian;

energia geotermal,

energia cderilor de ap;

energia valurilor i a mareelor.

Pentru horticultur prezint interes deosebit biogazul, biodieselul, uleiul

vegetal pur, biomasa, energia solar, energia eolian.

4.1 Biogazul (gaz biologic) se obine prin fermentarea anaerob amateriei organice i este constituit n principal din metan i anhidrid carbonic.Pentru horticultur, tehnologia de producere a biogazului prezint o serie deavantaje: utilizarea superioar a produciei secundare, a dejeciilor animale,reducerea mirosului generat de descompunerea dejeciilor animale, stocarea maiuoar a ngrmntului organic, asigurarea unui ngrmnt natural lichid,pretratat prin fermentare anaerob, care s nlocuiasc ngrmintele chimice,asigurarea de energie electrici termic ieftin.

Fermentarea anaerob este un proces biologic complex, prin intermediul

cruia, n absena oxigenului, substana organic este transformat n biogaz.Procentul de metan din biogaz variaz n funcie de tipul de substan organicfermentat i de condiiile de proces, de la un minim de 50% pana la 80%. Caprocesul s aib loc, este necesar aciunea diferitelor grupuri de microorganisme,n msur s transforme substana organic n compui intermediari, n principalacid acetic, anhidrid carbonic i hidrogen, utilizabile de microorganismelemetanogene, care produc metanul. Temperatura optim a procesului este n jur de35 grade C, dac se utilizeaz bacterii mezofile, sau n jur de 55 grade C, dac seutilizeaz bacterii termofile. Ph-ul optim este n jur de 7 / 7,5.

Biogazul se obine n instalaii speciale cu alimentare discontinu saucontinu. n practic sunt utilizate n special cele cu alimentare continu, asigurndalimentarea continu cu biogaz.O instalaie de obinere a biogazului implic n construcie mai multe elemente(fig.4.1):

1. Unitatea de producie care se compune din fermentatorul anaerob, un bazinde stocare i/sau o unitate de salubrizare i sistemul de ndeprtare angrmntului natural fermentat.

2. Sistem de stocare i purificare a biogazului.3. Echipamente pentru utilizarea gazului i a ngrmntului.


40/101

- 40 -

Dup modul de realizare i dispunere n spaiu, fermentatoarele se pot clasifica n:orizontale i verticale.

Figura 4.1:Schema general ainstalaiei cu canaltip flux cu piston.

Digestorul este realizat fr amestector. Acest tip de instalaie estedestinat n special unitilor medii i mari care intenioneaz s produc energie cuscopul de a o utiliza aproape n totalitate pentru nevoile directe i doar n cazul unuieventual surplus de a o ceda gestionarului de reea.

Cupola gazometric (n care se acumuleaz biogazul) are form desemicilindru sau calot sferic i este realizat cu trei membrane suprapuse din

esut de fibre poliestere din PVC i sudate cu ajutorul curenilor de nalta frecven.Gazul produs este orientat spre o instalaie de cogenerare, care utilizndbiogaz produce energia electrica i cldur. O parte din cldura produs esterecuperati utilizat pentru termostatarea i meninerea temperaturii digestorului.

Materia organic digerat, va fi acumulat n bazine de stocare n ateptareautilizrii n agricultur.

Biogazul, dup ce a fost supus tratamentelor necesare purificrii, poate fiutilizat n dou modaliti:

a) pentru producerea de energie caloric;b) pentru producerea de energie electrici caloric simultan cogenerare.

4.2. Uleiurile vegetale sunt triesteri ai glicerinei cu acizi monocarboxilici cunumr par de atomi de carbon, de obicei C12

C18, care pot conine una sau maimulte legturi duble, n funcie de materiile prime din care se extrag. Cele mai multeuleiuri conin predominant doi sau trei acizi principali, ceilali acizi fiind n proporiemic (acizi secundari). Uleiurile vegetale pot s conin i o serie de ali produisecundari, ca de exemplu monogliceride, digliceride, acizi liberi, produi peroxidici,fosfolipide (surse de gume), carotene i xantofile (uor polimerizabile), steroli liberisau esterificai, urme de ap, produi minerali etc. Prezena unor astfel de compui

influeneaz modul de comportare al uleiurilor n motoare.


41/101

- 41 -

Pentru a se evalua posibilitatea de utilizare a uleiurilor vegetale i a derivailorlor la motoarele Diesel, n calitate de substitueni ai motorinei, trebuie luate nconsiderare urmtoarele caracteristici principale: intervalul de distilare, vscozitatea,cifra cetanic, comportarea la rece, puterea caloric, stabilitatea n cursul stocrii

(tabel 4.1). Tabelul 4.1.

Principalii indici calitativi ai motorinei i uleiurilor vegetale

Tip carburant Putere

caloric

kj/kg

Densitate la

150C

g/cm3

Vscozitate la

400C

mm2/s

Cifr

cetanic

Punct de

inflamabilitate0C

Motorin 42325 0,832 3,32 49,2 62

Ulei rapi 37700 0,885 46,00 45,3 153

Ulei fl.soarelui 38525 0,910 45,00 40,3 195

Ulei porumb 37800 0,906 41,00 41,0 236

Ulei soia 39252 0,901 40,00 40,8 205

Importan deosebit privind utilizarea uleiului pur la motoarele Dieselprezint viscozitatea i punctul de inflamabilitate.

Vscozitatea. Influeneaz alimentarea motorului i pulverizareacombustibilului n camera de ardere. Creterea vscozitii defavorizeazpulverizarea i arderea combustibilului n motor. Un combustibil prea vscos vanruti formarea amestecului carburant, deoarece picturile, fiind mari ipenetrante, vor ajunge pe peretele opus injectorului. Uleiurile vegetale au vscoziti

de circa 10 ori mai mari dect motorina.Corectarea vscozitii uleiului se poate realiza prin nclzirea prealabil auleiului la 70 800 C cu ajutorul unui adaptor cu prenclzitor (fig.4.2), temperatur lacare uleiul are parametrii foarte apropiai de ai motorinei. Pentru uurarea pornirii seimpune pornirea motorului pe motorin, dup care la atingerea temperaturii de 70 800 C se trece pe ulei vegetal, motorul funcionnd foarte bine, puterea motoruluinefiind influenat semnificativ. Comutarea adaptoarelor de pe motorin pe ulei sepoate realiza n mai multe moduri :

- manual, prin intermediul unor robinete cu dou ci ;- automat : a. electromagnetic (prin intermediul unor relee electomagnetice).

b. electronic (prin intermediulunor componente electronice).

Figura 4.2. Schemageneral a sistemului de alimentarela motorul D 110 prevzut cuadaptor pentru funcionarea cu uleivegetal crud: EVTM i EVTU electrovalve tur motorin i ulei;EVRU i EVRM electrovalve returmotorini ulei.


42/101

- 42 -

La comutarea automat trecerea de pe motorin pe ulei se realizeaz laatingerea temperaturii de 70 800 C , temperatur la care parametrii uleiului suntapropiai de cei ai motorinei. Dintre cele dou tipuri de adaptoare cu comutareautomat, adaptoarele electromagnetice sunt de preferat, fiind mult mai simple, mult

mai ieftine i uor de remediat chiar n teren.Indiferent de modul de comutare, prenclzirea uleiului se poate realiza:- utiliznd energia termic din sistemul de rcire al motorului, prin intermediul

unui schimbtor de cldur ;- utiliznd rezistene electrice alimentate la tensiunea instalaiei electrice a

motorului, asistate de un termostat, sistem care este de preferat, ajungnd latemperatura de lucru n timp foarte scurt i totodat temperatura fiind controlat multmai bine.

Dup ncetarea lucrului, este indicat ca sistemul de alimentare s rmnncrcat cu motorin pentru o pornire uoar n ziua urmtoare i pentru curarea

sistemului de ulei (n caz c motorul rmne nepornit o perioad mai mare de timp),prin trecerea sistemului de alimentare pe motorin, nainte de oprirea motorului.

Utilizarea uleiurilor vegetale brute la motoarele termice cu aprindere princomprimare(Diesel) permit:

1.Asigurarea independenei energetice a unitilor de producie;2.Rentabilizarea unitilor de producie prin reducerea preului de cost/litru de

combustibil la jumtate;3.Comform Directivei 2003/30/EC DIN 8 mai 2003, uleiul vegetal presat la

rece este agreat ca biocombustibil n CE;

4.Puterea caloric a uleiului vegetal brut este foarte apropiat de a motorinei,iar arderea este complet;5.Uleiul vegetal este ncadrat in clasa "0" de pericol ca i apa i soluiile

apoase si in consecin poate fi depozitat si transportat fr autorizaie special;6.Ungerea sistemului de alimentare al motorului (pompa de injecie i

injectoare) se realizeaz in condiii mai bune;7.Plantele oleaginoase permit realizarea unei bune rotaii a culturilor (rapia

este o buna premergtoare i elibereaz terenul devreme);8.Este mai puin poluant: coninutul n hidrocarburi aromatice i SO2 (care

este direct rspunztor de ploile acide) al gazelor de eapament, este mai mic dectn cazul motorinei;

9.Este un combustibil regenerabil;4.3. Biodieselul reprezint diesteri ai uleiurilor vegetale i ai grsimilor

animale. Se obine prin reacia de esterificare a grsimilor n prezena unuicatalizator (metanol).

Utilizarea diesterilor la motoarele Diesel nu implic modificri ale sistemuluide alimentare al motorului, acetia avnd caracteristici destul de apropiate de celeale motorinei, dar preul de cost este mai mare i nu se poate produce cu uurin lanivel de ferm, dect dac se dispune de instalaii speciale i foarte costisitoare

(fig.4.3). n urma procesrii uleiului vegetal se obine biodiesel i glicerol,metanolul fiind recuperat la finalul fiecrei trane. Glicerolul este colectat pentru


43/101

- 43 -

procesare n vederea valorificrii sau arderii n arztoare speciale sau generatoare de abur.Carburantul obinut este filtrat n dou etape pentru a asigura o funcionare frprobleme a motoarelor diesel.

Figura 4.3. Instalaie de producere a biodieselului.

Biodieselul reprezint un combustibil ecologic alternativ cu un coninut maimare de oxigen, nesulfuros, biodegradabil i netoxic. Prin realizarea de amestecuribiodiesel - motorin se obin combustibili cu un coninut de sulf mai mic dectmotorina iniial. Folosirea acestor amestecuri drept combustibili pentru motoarele

Diesel duce la o reducere considerabil a emisiilor poluante.Pe plan mondial, cel mai mult sunt utilizai diesterii (biodiesel) datorit

avantajelor enumerate mai sus i totodat permit utilizarea pentru distribuie aacelorai staii de alimentare fr nici o modificare.

Biodieselul este folosit pe scar larg, ca atare sau n amestec cu motorina, in alte ri precum Germania, Austria, Italia, Frana, S.U.A. etc.

4.4. Impactul ecologic asupra mediului ca urmare a utilizrii uleiuluivegetal crud i a biodieselului n agricultur

Extinderea n ultimul timp a preocuprilor legate de utilizarea biocombustibililorde tip ulei vegetal i biodiesel este motivat de cel puin 4 elemente:


44/101

- 44 -

reducerea de consum de combustibil fosil; reducerea polurii mediului;

- caracterul ecologic i regenerabil al uleiurilor vegetale i al esterilor uleiurilorvegetale;

- respectarea cerinelor protocolului de la Kyoto.Evident, utilizarea unor amestecuri formate din esteri i motorin va conducela reducerea consumului de combustibil de origine petrolier, n condiiile n careperformanele energetice i de consum ale motorului rmn aceleai, asigur astfeli reducerea dependenei de petrolul importat. Ca efect global se apreciaz cautilizarea unui litru de biodiesel conduce la economisirea a 0,71 - 0,91 kg combustibilfosil.

n ceea ce privete emisiile poluante, este unanim acceptat c utilizareauleiurilor vegetale i a combustibililor de tip Biodiesel (B20) conduce la reducereatuturor emisiilor poluante, cu excepia celor de oxizi de azot (tabelul 4.2.).

Aceast comportare este datorat caracteristicilor chimice i fizice aleacestora (prezena oxigenului n molecul, lipsa sulfului etc.). Caracterul ecologic aluleiurilor vegetale i al combustibililor de tip Biodiesel este dat de:

toxicitate redusa n cazul ingerrii (DL250:2000 mg/kg corp); toxicitate redus polurii accidentale a apelor; risc mai redus de contaminare a solului, uleiurilor vegetale i combustibilul de tip

Biodiesel (B100) fiind mai biodegradabil (dup 21 de zile, peste 95% din biodieselulcare a contaminat solul este degradat, n timp ce doar 75% din motorin sedegradeaz n acelai interval de timp);

pericol mai redus de aprindere i explozie la transport sau n timpul stocrii, datoritpunctului de inflamabilitate mai ridicat (peste 1100 C, fa de 55 - 600 pentrumotorin).

Protocolul de la Kyoto definete emisiile ce produc efectul de ser pe bazaconceptului de potenial de nclzire global. Conform acestui protocol, emisiile dedioxid de carbon sunt calculate doar pentru arderea combustibililor petrolieri; emisiileprovenite din arderea biocombustibililor (regenerabili) nu sunt luate n calcul deprotocolul de la Kyoto, considerndu-se c dioxidul de carbon este compensat deconsumul de dioxid al plantelor. n condiiile n care, prin acordul de la Kyoto, rilesemnatare s-au angajat s reduc emisiile de gaze productoare ale efectului deser cu 5% pn n 2010, n multe state s-au intensificat eforturile privitoare lautilizarea biocombustibililor neconvenionali de tip biodiesel, ca o modalitate derespectare a prevederilor protocolului (tabelul 4.2).4.5. Biomasa reprezint totalitatea produciei vegetale care poate fi convertit nenergie sub diverse forme. Ea poate proveni din culturi energetice sau din produciasecundar.

Biomasa din culturi energetice reprezint biomasa obinut din culturienergetice nfiinate special pentru obinerea unor produse principale care s fieconvertite sub diferite forme: cartof, cereale, topinambur, sorg zaharat, salcie, plop,

amarantus etc.


45/101

- 45 -

Tabelul 4.2Reducerea emisiilor poluante la utilizarea combustibililor de tip biodiesel

Noxa emis n gazele de

eapament

Emisiile de noxe, %

Motorin

petrolier

Amestec

20%biodiesel-80%motorin(B20)

100% biodiesel(B100)

Monoxid de carbon 100 -12,6 -43,2Hidrocarburi nearse 100 -11 -56,3

Particule n suspensie 100 -18 -55,4Oxizi de azot 100 +1,2 +5,8Toxine n aer 100 -12-20 -60-90

Efecte mutagene 100 -20 -80-90Oxizi de sulf 100 -20 -100(lips)

Sulfai 100 -20 -100(lips)

Biomasa rezidual reprezint producia secundar din horticultur folositpentru producerea de energie, n special caloric: coarde de vi de vie, pomi iramuri de pomi, smburi de fructe, tescovin, tulpini de plante din legumicultur etc.

Biomasa poate fi utilizat ca i combustibil solid pentru uscarea seminelor, afructelor, a legumelor, pentru nclzirea spaiilor, etc., sau pentru obinerea debioetanol i biometanol.

4.6. Energia solar reprezint principala surs de energie a planetei, n lipsacreia viaa ar nceta. Este o surs inepuizabil, nepoluant, i disponibil pentreaga suprafa a globului. Sosete direct la consumator i nu polueaz. Cadezavantaje se pot meniona: este o energie variabil dup anotimp i dupnebulozitate, nu este disponibil n permanen. Cantitatea de energie solardisponibil depinde de intensitatea radiaiei solare i de durata insolaiei. Energiasolar poate fi convertit n energie termic sau n energie electric.

Conversia energiei solare n energie termic utilizat la uscarea produselorhorticole, nclzirea spaiilor i prepararea apei calde se bazeaz pe captarea

radiaiei infraroii din radiaia solar cu ajutorul captatoarelor (colectoarelor) solare.Acestea sunt de dou feluri: a. plane; b.concentrator.

Colectorul plan (fig. 4.4) are caprincipiu de funcionare efectul absorbantal corpului negru combinat cu efectul deser.

Figura 4.4. Colector solar plan:1 ram; 2 strat absorbant negru; 3 vitraliu; 4 serpentin.


46/101

- 46 -

Stratul absorbant este realizat din materiale foarte bune conductoare deenergie termic (cupru sau aluminiu) vopsite n negru. Vitraliul este constituit dindou straturi de sticl groas de 3 4 mm, iar serpentina este realizat din eav decupru sau aluminiu cu diametru de 5 -15 mm.

Colectorul concentrator realizeaz concentrarea energiei solare cu ajutoruloglinzilor concave, lentilelor convergente sau tuburi vidate (fig.4.5).

Figura 4.5. Colector solar cutuburi vidate.

Colectoarele solare cu tuburi vidate din sticl borosilicat sunt cele maieficiente i mai fiabile sisteme de nclzire a apei cu ajutorul energiei solare.Circulaia apei se poate realiza prin termosifon sau sub presiune, cu ajutorul uneipompe.Energia termic obinut cu ajutorul captatoarelor solar se preteaz la: nclzireaspaiilor; uscarea produselor horticole (legume, fructe i semine); prepararea apeicalde menajere;

Convertirea energiei solare n energie electric se realizeaz cu ajutorul

celulelor fotovoltaice. Celulele fotovoltaice funcioneaz pe principiul fotovoltaic.Conform acestui principiu, radiaia luminoas este transformat direct n energieelectric.

O celul fotovoltaic (fig.4.6) este constituit din dou straturisemiconductoare de dioxid de siliciu, unul srcit n electroni, iar altul mbogit. Subinfluena luminii, electronii din stratul mbogit trece n cel srcit determinndapariia unui curent electric, care se menine atta timp ct celula este expus lalumin. O celul produce un curent electric cu tensiunea cuprins ntre 0,2 V i 0,7V, n funcie de intensitatea radiaiei luminoase. Se monteaz n serie i paralel pepanouri cu suprafee diferite. Pentru a asigura energie electrici n afara perioadeide iluminare, o parte din energia produs n timpul zilei este stocat n acumulatoride curent electric.

Figura 4.6. Schema celuleifotovoltaice: A i B conductorielectrici.

4.7. Energia eolian reprezint una dintre cele mai vechi forme de energieutiliza n procesele de producie. Ea este utilizat pentru producerea de energie


47/101

- 47 -

electric n zone unde nu exist reea de distribuie a energiei electrice, pentrualimentri cu ap n zonele rurale, pentru acionarea pompelor de irigat etc.

Utilizarea energiei eoliene prezint o serie de avantaje: este gratuit, nupolueaz, este inepuizabil. Ca dezavantaje trebuie menionate: viteza minim a

vntului trebuie s fie de 3 m/s , cost ridicat al instalaiilor de captare, caracteraleatoriu privind intensitatea, durata, i direcia.Transformarea energiei eoliene n

energie mecanic se face cu ajutorulturbinelor (motoarelor) eoliene(fig.4.7).

Figura 4.7. Turbin eolian cu axorizontal: 1 pale; 2 ogiv; 3 deriv;4 stlp de susinere.

Dup numrul de pale turbinelepot fi: cu 2 sau 3 pale i cu pale multiple.Cele cu pale puine solicit viteze minimeale vntului mai mari, dar puterea crete

odat cu viteza vntului. Turbinele cu pale multiple pornesc la o vitez mai mic avntului, dar puterea nu crete o dat cu creterea vitezei acestuia.

Dup poziia axului turbinei acestea pot fi: cu ax orizontal sau cu ax vertical.Mau des utilizate sunt cele cu ax orizontal.


1. Care sunt principalele surse de energii regenerabile utilizate n horticultur?2. La ce tipuri de motoare cu ardere intern se preteaz uleiul vegetal pur ca

biocombustibil?3. Menionai avantajele utilizrii energiei solare n horticultur.4. Care este principiul care st la baza convertirii energiei solare n energie

electric?5. Care sunt avantajele i dezavantajele turbinelor eoliene multipale?

5. MOTOARE TERMICE CU ARDERE INTERN

Motorul termic cu ardere intern este o main de for care transformenergia caloric rezultat din arderea unui combustibil n energie mecanic, prinintermediul evoluiei unui fluid, denumit fluid motor.

5.1. Clasificarea motoarelor termice

Clasificarea motoarelor termice cu ardere intern se face dup mai multecriterii:


48/101

- 48 -

1. Dup modul de aprindere a combustibilului:- motoare cu aprindere prin scnteie MAS;- motoare cu aprindere prin comprimare MAC.2. Dup numrul de curse ale pistonului la un ciclu motor:

- motoare cu funcionare n doi timpi (realizeaz ciclul de funcionare la doucurse simple ale pistonului);- motoare cu funcionare n patru timp (realizeaz ciclul de funcionare la patru

curse simple ale pistonului);3. Dup natura agentului de rcire:- motoare rcite cu lichid- motoare rcite cu aer.4. Dup locul de formare a amestecului carburant (aer-combustibil):- motoare cu f

Baza energetica I-TRACTOARE

Documents

Transcript of Baza energetica I-TRACTOARE