Noțiuni de mecanică

Cunoașterea elementelor de bază ale mecanicii auto te ajută să înțelegi cum funcționează vehiculul, să identifici defecțiunile la timp și să circulați în siguranță.

Motorul cu ardere internă

Motorul transformă energia chimică a combustibilului în energie mecanică. Există două tipuri principale:

• Motorul cu aprindere prin scânteie (benzină) - amestecul carburant se aprinde cu ajutorul bujiei.
• Motorul cu aprindere prin compresie (Diesel) - combustibilul se aprinde spontan prin comprimarea aerului la temperaturi ridicate.

Ciclul în patru timpi

Funcționarea motorului cu ardere internă în patru timpi se realizează în două rotații complete ale arborelui cotit. Fazele principale sunt, în ordine:

1. Admisia - pistonul coboară, amestecul carburant (sau aerul la Diesel) intră în cilindru.
2. Compresia - pistonul urcă, amestecul este comprimat.
3. Arderea (detenta) - aprinderea amestecului împinge pistonul în jos, producând lucru mecanic.
4. Evacuarea - pistonul urcă și elimină gazele arse.

Raportul de compresie

Prin raport de compresie se înțelege raportul dintre volumul maxim al cilindrului (piston la PMI) și volumul minim (piston la PMS). Un raport de compresie mai mare înseamnă o eficiență mai bună a arderii.

Turația motorului

Turația motorului reprezintă numărul de rotații complete pe minut ale arborelui cotit. Este afișată de turometru (tachometru) pe bord.

Temperatura optimă de funcționare

• Motorul Diesel funcționează optim la o temperatură a lichidului de răcire de 80–90°C.
• Temperatura lichidului de răcire care asigură performanța maximă și uzura minimă a motorului este cuprinsă în intervalul 75–95°C.

Mecanismul motor

Organele mobile ale mecanismului motor sunt: pistonul, biela, arborele cotit, volantul.

Mecanismul de distribuție

Mecanismul de distribuție controlează deschiderea și închiderea supapelor de admisie și evacuare, sincronizând circulația gazelor cu mișcarea pistonului.

Piesele care fac parte din mecanismul de distribuție: arbore cu came, supape, tacheți, culbutori, arcuri de supapă.

Arborele cu came antrenează supapele și este acționat de arborele cotit printr-un lanț sau curea de distribuție. La motorul în patru timpi, turația arborelui cu came este jumătate din turația arborelui cotit.

Supapa de evacuare se uzează mai repede datorită temperaturilor mai ridicate la care este expusă.

Slăbirea sau ruperea arcurilor supapelor determină scăderea puterii motorului și arderi incomplete.

Instalațiile auxiliare ale motorului

Mecanismele și instalațiile auxiliare ale motorului sunt:

• Instalația de răcire
• Instalația de ungere
• Instalația de alimentare
• Instalația de aprindere (la motoarele cu benzină)
• Instalația de pornire

Instalația de răcire

Instalația de răcire menține temperatura motorului în limite optime.

Termostatul aparține instalației de răcire și are rolul de a menține temperatura lichidului de răcire constantă, blocând circulația prin radiator când motorul este rece și deschizând-o când temperatura crește. Temperatura de intrare în funcțiune a termostatului este de aproximativ 80–87°C.

Circulația frecventă cu termostatul defect și cu temperatura lichidului de răcire sub 60°C conduce la:

• Uzura prematură a motorului;
• Consum mărit de combustibil;
• Poluare crescută.

Slăbirea curelei de antrenare a ventilatorului și a pompei de apă determină supraîncălzirea motorului.

Răcirea exagerată a motorului în timpul funcționării se poate datora termostatului defect (blocat în poziție deschisă).

Scăderea nivelului lichidului de răcire din vasul de expansiune se poate datora: scurgeri din instalație, garnitură de chiulasă defectă, fisuri în bloc motor.

Apariția unor bule de gaz în vasul de expansiune, la accelerarea motorului, indică o garnitură de chiulasă deteriorată.

Cea mai frecventă defecțiune a instalației de răcire a motorului este scurgerea lichidului de răcire.

Soluția antigel

Măsuri de precauție la utilizarea soluției antigel:

• Nu se amestecă tipuri diferite de antigel fără a consulta producătorul;
• Se evită contactul cu pielea și ochii - este toxică;
• Vasul de expansiune se deschide doar când motorul este rece.

La folosirea pe termen lung a soluțiilor antigel trebuie înlocuită periodic (conform recomandărilor producătorului).

Instalația de ungere

Rolul instalației de ungere este de a asigura: reducerea frecării dintre piese, răcirea pieselor, curățarea suprafețelor de impurități și protecția anticorozivă.

Baia de ulei se află în carterul motorului și are rolul de rezervor pentru ulei.

Indicatorii de apreciere a stării sistemului de ungere sunt: nivelul uleiului și presiunea uleiului.

Calitățile unui ulei de motor

Un ulei de calitate trebuie să aibă: vâscozitate adecvată, stabilitate termică, proprietăți de ungere, rezistență la oxidare.

• Uleiurile pentru motoarele cu aprindere prin scânteie (benzină) sunt simbolizate cu litera S (ex. SN, SP).
• Uleiurile pentru motoarele cu aprindere prin compresie (Diesel) sunt simbolizate cu litera C (ex. CK-4).

Controlul nivelului de ulei

Controlul nivelului de ulei din baie se realizează cu joja de ulei (tija de nivel). Nivelul corect trebuie să se situeze între marcajele MIN și MAX.

Schimbarea uleiului

Schimbarea uleiului și a elementului filtrant se face conform indicațiilor producătorului (de regulă la 10.000–15.000 km sau o dată pe an).

Defecțiuni la sistemul de ungere

Scăderea presiunii uleiului poate fi cauzată de: nivel scăzut de ulei, uzura pompei de ulei, uzura lagărelor.

Creșterea nivelului de ulei în baia de ungere poate fi cauzată de: pătrunderea lichidului de răcire în ulei, pătrunderea combustibilului în ulei.

Amestecarea uleiului cu apă este indicată de aspectul lăptos al uleiului pe jojă și poate fi cauzată de o garnitură de chiulasă defectă.

Griparea (înțepenirea) pistoanelor în cilindri se poate datora: lipsei de ulei, supraîncălzirii motorului.

Instalația de alimentare - Motor cu benzină

Instalația de alimentare asigură formarea amestecului carburant și alimentarea motorului.

Cifra octanică reprezintă capacitatea unui combustibil de a rezista la detonație (autoaprindere prematură). Un motor cu raport de compresie ridicat necesită benzină cu cifră octanică mare.

Criteriul de alegere a benzinei pentru motoarele cu aprindere prin scânteie îl constituie cifra octanică minimă specificată de producătorul motorului.

Injecția de benzină realizează un dozaj precis al combustibilului, reducând consumul și emisiile.

• Injecția monopunct - se realizează în galeria de admisie comună (un singur injector).
• Injecția multipunct - se realizează câte un injector pe fiecare cilindru în parte.

Amestecul carburant

• Amestecul foarte bogat (prea mult combustibil) → rateuri în galeria de evacuare (eșapament), fum negru.
• Amestecul foarte sărac (prea puțin combustibil) → rateuri în galeria de admisie (carburator), ardere incompletă.

Catalizatorul

Catalizatorul reduce emisiile poluante ale motorului, transformând gazele nocive (CO, HC, NOx) în CO₂, H₂O și N₂.

Un autovehicul dotat cu catalizator trebuie alimentat exclusiv cu benzină fără plumb.

Catalizatorul înfundat poate duce la: scăderea puterii motorului, creșterea consumului de combustibil, supraîncălzire.

Rolul catalizatorului: reducerea noxelor din gazele de eșapament.

Instalația de alimentare - Motor Diesel

Criteriul de alegere a motorinei pentru motoarele Diesel îl constituie cifra cetanică și temperatura de filtrabilitate (mai ales iarna).

Circuitul de înaltă presiune al instalației de alimentare a motoarelor Diesel are în componență: pompa de înaltă presiune, conductele de înaltă presiune, injectoarele.

Rolul principal al supapei de refulare a elementului pompei de injecție este de a menține presiunea reziduală în conducte după injecție, asigurând o injecție precisă la ciclul următor.

Surplusul de motorină de la injectoare este refulat înapoi la rezervor printr-o conductă specială de retur.

Griparea pistonului unui element al pompei de injecție poate conduce la blocarea acestuia și oprirea motorului.

Defecțiuni la motorul Diesel

Fumul de culoare neagră - amestec prea bogat, injector defect, filtru de aer înfundat.

Fumul de culoare albă - combustibil nearse sau apă în motorină (mai ales la pornire la rece).

Fumul albastru - arderea uleiului (uzura segmenților sau ghidurilor de supapă).

Un motor Diesel care merge neregulat, bate și scoate mult fum semnalează defecțiuni la instalația de alimentare (injector defect, pompă defectă).

Instalația de aprindere (motoare cu benzină)

Instalația de aprindere este formată din: baterie de acumulatori, bobină de inducție, distribuitor, bujii și cabluri de înaltă tensiune.

• Circuitul de joasă tensiune cuprinde: bateria, bobina de inducție (primar), contactele ruptorului.
• Circuitul de înaltă tensiune cuprinde: bobina (secundar), distribuitorul, cablurile de înaltă tensiune, bujiile.

Bujiile

Bujiile produc scânteia electrică ce aprinde amestecul carburant.

Cele mai importante caracteristici ale bujiilor sunt: valoarea termică și distanța dintre electrozi.

Valoarea termică a bujiei reprezintă capacitatea acesteia de a evacua căldura absorbită din camera de ardere.

Controlul bujiilor și reglarea distanței dintre electrozi se recomandă la fiecare 10.000–15.000 km.

Schimbarea bujiilor se recomandă la 30.000 km (bujii convenționale) pentru a evita căderi funcționale și consum crescut.

Prezența calaminei pe bujii și fumul albăstrui al eșapamentului indică arderea uleiului.

Mersul neregulat al motorului la ralanti, cu rateuri și pornire dificilă mai ales iarna, indică bujii uzate sau cabluri de înaltă tensiune defecte.

Rateuri

Exploziile cadențate în carburator sunt cauzate de un amestec prea sărac sau de supape de admisie defecte.

Exploziile cadențate în eșapament indică amestec prea bogat sau supape de evacuare defecte.

Rateurile în galeriile de admisie și evacuare se produc ca urmare a defecțiunilor supapelor sau calajului incorect al distribuției.

Instalația de alimentare cu energie electrică

Instalația de alimentare cu energie electrică este alcătuită din: bateria de acumulatori, alternatorul (generatorul de curent) și regulatorul de tensiune.

Bateria de acumulatori

Rolul bateriei de acumulatori este de a alimenta cu energie electrică instalația de pornire a motorului și consumatorii electrici când motorul nu funcționează sau funcționează la turație mică.

Bateria descărcată se manifestă prin: motorul nu pornește sau pornește greu, luminile sunt slabe.

Cauzele descărcării bateriei pot fi: alternatorul defect, consumatori electrici lăsați conectați cu motorul oprit, baterie veche.

Sulfatarea plăcilor bateriei apare ca urmare a descărcărilor repetate și profunde, a depozitării în stare descărcată sau a utilizării apei nepotrivite.

Alternatorul

Rolul alternatorului este de a produce curent electric pentru alimentarea consumatorilor și reîncărcarea bateriei în timpul mersului.

Aprinderea martor-ului de pe bord care semnalizează funcționarea generatorului de curent poate indica: cureaua de alternator ruptă/slăbită, alternatorul defect.

Instalația de pornire

Instalația de pornire a motorului este alcătuită din: bateria de acumulatori, demarorul (motorul de pornire), releul de pornire.

Pe timp de iarnă, în poziția cheii de contact corespunzătoare, intră în funcțiune elementul de preîncălzire (bujii incandescente la Diesel).

Sistemul de transmisie

Rolul sistemului de transmisie este de a transmite mișcarea de la motor la roțile motoare, permițând modificarea forței și vitezei.

Organele principale care compun sistemul de transmisie sunt: ambreiajul, cutia de viteze, arborele cardanic, diferențialul, semiaxele.

Piesele cele mai solicitate în timpul funcționării transmisiei sunt: sincronizatoarele cutiei de viteze, discul de ambreiaj, crucile cardanice.

Ambreiajul

Rolul ambreiajului este de a cupla și decupla motorul de restul transmisiei, permițând pornirea de pe loc și schimbarea treptelor de viteză.

Furca de debreiere acționează pe rulmentul de presiune (manșon de debreiere).

Patinarea ambreiajului se manifestă prin: miros de ars, autovehiculul nu accelerează corespunzător deși motorul are turație mare.

Defecțiuni care duc la patinarea ambreiajului: discul uzat, arcurile slăbite, impregnarea cu ulei a discului.

Autovehiculul pornește de pe loc cu șocuri din cauza ambreiajului defect (arc de presiune rupt, disc deformat) sau a uzurii componentelor.

Deprinderea greșită a conducătorului auto care determină frecvent defectarea ambreiajului: ținerea piciorului pe pedala de ambreiaj în timpul mersului (semicupla).

Cum depistați că ambreiajul nu decuplează: la apăsarea completă a pedalei, schimbarea vitezelor se face cu zgomot sau imposibil.

Zgomotul ascuțit la apăsarea pedalei de ambreiaj semnifică rulmentul de presiune uzat.

Cutia de viteze

Rolul cutiei de viteze este de a modifica raportul de transmitere între motor și roțile motoare, permițând adaptarea forței și vitezei la condițiile de drum.

Cutia de viteze se poate încălzi excesiv atunci când nivelul uleiului este insuficient sau când se circulă mult timp cu treapta greșită.

Diferențialul

Diferențialul este componenta transmisiei care dă posibilitatea roților motoare ale aceleiași punți să parcurgă, în viraje, drumuri de lungimi diferite (roata din exterior parcurge o distanță mai mare).

Apariția unor bătăi sau zgomote la viraje sau la schimbarea bruscă a vitezei de rulare se datorează uzurii articulațiilor homocinetice sau diferențialului.

Roțile directoare

Roțile directoare ale autovehiculelor cu tracțiune pe spate sunt, de regulă, roțile din față.

Sistemul de direcție

Sistemul de direcție permite schimbarea direcției de mers.

Unghiurile de direcție

Unghiul de cădere (camber) - înclinarea roții față de verticală.

• Camber prea mare la o roată duce la uzura uniformă a pneurilor pe o singură parte.
• Camber incorect (convergență/divergență greșită) duce la uzura prematură a anvelopelor.

Unghiul de fugă (caster) face ca, după virare, roțile directoare să revină în poziția inițială.

Defecțiuni la sistemul de direcție

Jocul mare la volan poate fi cauzat de: uzura pronunțată a capetelor de bara, uzura angrenajelor din caseta de direcție, uzura articulațiilor din timonerie.

Manevrarea greoaie a volanului poate fi cauzată de: uzura componentelor, presiune insuficientă în pneuri, defecțiuni la servomecanism.

Revenirea greoaie a roților directoare pe direcția înainte se poate datora: uzurii articulațiilor, presiunii scăzute în pneuri față.

La apariția defecțiunilor tehnice ale mecanismului de direcție se procedează astfel: se oprește vehiculul în siguranță și se solicită asistență tehnică. Nu se continuă deplasarea.

Servodirecția hidraulică

Pompa de înaltă presiune din componența sistemului de direcție cu servomecanism hidraulic este antrenată de motor printr-o curea sau direct.

Cauze pentru manevrarea greoaie a volanului la servodirecție hidraulică: nivel insuficient al uleiului hidraulic, pompă defectă, curele patinate.

Pompa servomecanismului hidraulic funcționează cu zgomot când nivelul uleiului este prea scăzut sau există aer în sistem.

Șocuri puternice la volan la viraj cu servodirecție hidraulică se datorează: presiunii insuficiente, aerului în circuitul hidraulic.

La remorcarea unui autovehicul cu servodirecție rămas în pană de motor: volanul va fi mult mai greu de manevrat, deoarece pompa hidraulică nu funcționează fără motor.

Sistemul de frânare

Sistemul de frânare este unul dintre cele mai importante sisteme de siguranță ale autovehiculului.

Criteriile de apreciere a eficacității frânelor sunt: distanța de oprire, decelerația și uniformitatea frânării pe toate roțile.

Frâna hidraulică

Existența aerului în instalația de frânare hidraulică se manifestă prin: pedala moale, cu cursă lungă; efectul de frânare scade.

Acționând o singură dată pedala de frână, cursa este prea lungă, dar după mai multe apăsări se scurtează → aer în sistemul hidraulic. Se impune verificarea și eliminarea aerului (purjarea circuitului).

Pedala de frânare acționează eficient doar după mai multe apăsări succesive → aer în sistemul hidraulic. Trebuie mers cu prudență la service.

Cursa liberă a pedalei de frână mai mică decât cea obișnuită indică reglaj incorect sau uzura garniturilor.

La acționarea frânei, efectul se obține abia la capătul cursei → garnituri de frână uzate sau aer în circuit.

Efortul mai mare la acționarea pedalei de frână indică servofrâna defectă sau un obstacol mecanic.

Defecțiunea care face imposibilă frânarea la un moment dat: ruperea conductei hidraulice sau pierderea completă a lichidului de frână.

Imposibilitatea realizării efectului maxim de frânare poate fi cauzată de: aer în circuit, garnituri uzate, disc/tambur deformat.

Intrarea în acțiune a frânelor cu întârziere se poate datora: ajustaj incorect al frânelor, lichid de frână contaminat, aer în circuit.

Încălzirea anormală a tamburilor de frânare apare din cauza frânelor reglate prea strâns sau a neeliberării complete a frânei de staționare.

Prin apăsarea pedalei de frână, aerul sub presiune (la frânele pneumatice) este trimis spre camerele de frânare de la roți.

Neeliberarea completă a frânei de staționare determină: supraîncălzirea discurilor/tamburilor, uzura prematură a garniturilor, scăderea autonomiei.

Utilizarea frânei de serviciu este semnalizată cu un martor luminos sau sonor (dacă frâna de mână nu este eliberată complet).

Sistemul ABS

Dispozitivele antiblocare (ABS) previn blocarea roților la frânare, permițând menținerea controlului direcțional. ABS permite conducătorului să frâneze la maximum și să vireze simultan.

Frâna de motor și încetinitoarele

Utilizarea frânei de motor: la coborârea pantelor lungi și înclinate, se cuplează o treaptă inferioară de viteză pentru a folosi frâna de motor - aceasta reduce solicitarea frânelor de serviciu și riscul de supraîncălzire.

Frâna de eșapament (retarder de eșapament) îndeplinește funcții de frânare suplimentară folosind motorul ca un compresor; este utilizată mai ales la vehiculele grele.

Încetinitorul electromagnetic generează un câmp electromagnetic care frânează arborele de transmisie. Este mai eficient la viteză medie și mare.

Pneurile (anvelopele)

Structura anvelopei

Cuvântul TUBELESS înscripționat pe anvelopă înseamnă că anvelopa este fără cameră de aer (tubeless).

Cifra 14 din inscripționarea 185/70R 14 reprezintă diametrul jantei în inch.

Avantajul pneurilor cu carcasă radială: stabilitate mai bună la viteze ridicate, confort crescut, uzură mai mică.

Presiunea în pneuri

Verificarea presiunii din anvelope se face când pneurile sunt reci (înainte de a porni la drum sau după cel mult 2–3 km), deoarece la cald presiunea crește și se obține o citire incorectă.

Rularea cu presiune prea mică duce la:

• Uzură pe marginile benzii de rulare (pe ambele laturi);
• Încălzire excesivă a pneului;
• Desfacerea firelor de cord;
• Consum de combustibil mai mare.

Rularea cu presiune prea mare duce la:

• Uzură pe mijlocul benzii de rulare;
• Duritate excesivă, aderență redusă.

Uzura unei anvelope pe una dintre margini este cauzată de un unghi de cădere (camber) incorect.

Uzura locală (plată) din zona benzii de rulare a pneurilor apare din cauza blocării roților la frânare (patinaj).

Uzura pe toată lățimea a benzii de rulare (neuniformă) este produsă de dezechilibrarea roților.

Principala cauză a exploziei pneului în timpul mersului este presiunea insuficientă (pneu subumflat care generează căldură excesivă).

Factorii care condiționează exploatarea rațională a pneurilor: presiunea corectă, viteza de rulare, calitatea drumului, stilul de condus.

Cel mai important factor care influențează durata de serviciu a pneurilor: modul de conducere (accelerări și frânări bruște).

Uzura pneurilor crește foarte mult la accelerări și frânări bruște, la viraje rapide și la rularea pe drumuri degradate.

Cauze de consum crescut de combustibil

• Motorul neîncălzit sau funcționând la temperaturi sub optim;
• Filtru de aer înfundat;
• Bujii uzate sau neregulate;
• Presiune insuficientă în pneuri;
• Sarcini suplimentare (portbagaj exterior, AC);
• Stil de condus agresiv (accelerări și frânări bruște);
• Trepte de viteză joase la viteză mare.

Combustibilul GPL (Gaz Petrolier Lichefiat)

Avantajele funcționării motorului cu GPL sunt:

• Emisii de noxe reduse;
• Cost mai mic al combustibilului;
• Funcționare mai silențioasă;
• Uzura mai mică a motorului (ardere mai curată).

Remorci - condiții tehnice

Remorcile cu greutate maximă autorizată care depășește 750 kg trebuie să fie echipate cu:

• Sistem de frânare propriu;
• Dispozitiv de cuplare omologat;
• Instalație de semnalizare luminoasă.

Regulatorul de sarcină al unei remorci ajustează forța de frânare în funcție de greutatea încărcăturii.

La remorcile cu o singură conductă de legătură pentru frâna de serviciu, aceasta asigură atât comanda frânei cât și rezerva de aer.

Airbag-ul

Airbag-ul (perna de aer) asigură protecția suplimentară a persoanelor în cazul unui impact puternic al autovehiculului, prevenind lovirea de bord, volan sau parbriz. Nu oferă confort și nu amortizează trepidațiile - se declanșează doar la impact sever.