Din punct de vedere mecanic, arborele cotit este cea mai solicitată piesă a motorului deoarece, prin intermediul pistonului și a bielei, preia forțele datorate presiunii din cilindru. Arborele cotit este piesa care preia forțele din bielă, însumează lucrurile mecanice produse în cilindrii și transmite energia rezultată către roți prin intermediul transmisiei.
De asemenea arborele cotit antrenează unele sisteme auxiliare ale motorului (distribuția, pompa de ulei, pompa de apă, compresorul, alternatorul, etc.).
Arborele cotit este poziționat în interiorul motorului, fixat de blocul motor, prin fusurile paliere.
SECȚIUNE PRINTR-UN MOTOR CU ARDERE INTERNĂ:
Piesele principale ale unui motor cu ardere internă:
- chiulasă
- capac de chiulasă
- arbore cu came
- lanț de distribuție
- arbore cotit
- bielă
- piston
- sorb ulei
- bloc motor
Elementele ce compun un arbore cotit pentru motor sunt:
- fusurile paliere (prin acestea arborele se sprijină pe blocul motor, în lagăre)
- fusurile manetoane (pe acestea sunt prinse bielele)
- brațele (realizează legătura dintre fusurile paliere și manetoane, conțin adesea și contragreutăți de echilibrare)
- capetele (pe unul se montează volantă iar pe celălalt mecanismul de roti dințate pentru antrenarea distribuției)
Volanta asigură regularitatea mișcării de rotație a arborelui cotit, pentru fiecare ciclu motor. Deoarece cuplul motor nu este continuu, el este produs doar pe cursa de destindere pentru fiecare cilindru, se impune utilizarea unei volante.
ARBORELE COTIT PENTRU UN MOTOR CU 10 CILINDRII ÎN V (LEXUS LFA)
Pentru motoarele în V, pe același maneton se prind câte două biele. În figură se poate observa arborele cotit al motorului de Lexus LFA cu 10 cilindrii în V, pe care se pot distinge 6 fusuri paliere și 5 fusuri manetoane.
Pentru a reduce frecarea în timpul mișcării de rotație, arborele cotit se montează pe cuzineți în lagărele blocului motor. Frecarea dintre cuzineți și arborele cotit este umedă, cu ulei sub presiune, presiunea fiind asigurata de pompa de ulei.
Uleiul circula la fusurile manetoane și paliere prin intermediul unor canale prevazute în arbore.
Pentru a echilibra arborele cotit în timpul mișcării de rotație brațele pot fi prevăzute cu contragreutăți. Calibrarea acestor contragreutăți se face prin găurire, cu diametre și adâncimi diferite.
EXEMPLE DE ARBORI COTIȚI
Circuitul de ungere cu ulei din interiorul arborelui cotit
- găuri de ungere prevazute în fusul palier
- găuri de echilibrare prevazute în contragreutăți
- găuri de ungere prevazute în fusurile manetoane
Arborii cotiți sunt fabricați prin turnare sau prin strunjire pe mașini cu comandă numerică. În videoclipul de mai jos sunt câteva secvențe din procesul de prelucrare al unui arbore cotit strunjit.
Forma arborelui cotit, respectiv numărul fusurilor paliere și cel al fusurilor manetoane, sunt condiționate de numărul și poziția cilindrilor, de ordinea de aprindere și de echilibrarea dinamică a forțelor de inerție ce apar în timpul rotație.
Arborele cotit se obține de obicei din oțel-carbon de înaltă calitate sau, în funcție de solicitările la care este supus, din oțel aliat cu crom și nichel sau cu molibden și vanadiu.
Arborele cotit fiind piesă în mișcare are nevoie de ungere cu ulei pe secțiunile în contact cu alte piese. Astfel fusurile, paliere și manetoane precum sunt prevăzute cu găuri, canale prin care circulă ulei sub presiune.
