Ansamblul fus-cuzineti este caracterizat de diametrul 'd' al fusului si de latimea cuzinetului 'l'.
Produsul 'lxd' reprezinta suprafata cu ajutorul careia se calculeaza presiunea maxima (pmax) din lagar, de valoarea careia depinde grosimea pelicului de ulei din lagar.
La proiectarea lagarului intr-o prima etapa se adopta o suprafata specifica (lxd) a lagarului suficient de ridicata pentru a se asigura o grosime optima a filmului de ulei. In etapa a doua se alege raportul l/d.(Acest raport are doua limite: limita inferioara care determina evacuarea rapida a uleiului din lagar si limita superioara determinata de sageata arborelui tinand cont de jocul din lagar ales).
Pentru a limita lungimea, greutatea si costul motorului in mod practic se alege l/d<0,5, iar pentru a se asigura conditii bune de ungere l/d nu trebuie sa coboare sub valoarea de 0,3. Raportul l/d influenteaza atat asupra factorului de portanta cat si asupra grosimii minime a pelicului de ulei ca urmare a incidentei asupra curgerii axiale de ulei.
Alegerea diametrului fusului d este in functie de viteza periferica; pentru MAC viteza periferica nu trebuie sa depaseasca 12 m/s. In cazul lagarului fusului maneton diametrul este limitat de trecerea capului bielei prin alezajul camasii cilindrului.
Depasirea vitezei critice provoaca o incalzire suplimentara a uleiului care conduce la diminuarea viscozitatii la fel de periculoasa ca si insuficienta debitului de ulei. Lagarul fusului maneton este uns cu ulei deja incalzit in lagarul palier iar debitul de ulei este redus datorita pierderilor din lagarul palier, de aceea viteza periferica nu trebuie sa depaseasca 11 m/s.
Calculul ungerii lagarelor considera regimul de curgere laminar, insa in functionare regimul de curgere al uleiului poate deveni turbulent atunci cand parametrul w.h/ depaseste o anumita valoare (w - viteza periferica relativa intre suprafata fusului si cuzinetului; h - jocul radial; - viscozitatea dinamica a uleiului din lagar).
Regimul turbulent de curgere poate apare in urmatoarele conditii:
- viteza periferica relativa ridicata;
- jocul intre fus si cuzinet creste (uzura);
- diminuarea viscozitatii cinematice (incalzirea excesiva a uleiului).
Aparitia regimului de curgere turbulent provoaca o crestere accentuata a curgerii degajate in lagar determinand o 'super-incalzire' a uleiului ceea ce determina o reducere a grosimii pelicului de ulei, cresterea jocului radial, functionarea cu soc la fiecare punct mort.
In timpul functionarii incalzirea lagarului poate conduce la micsorarea periculoasa a jocului dintre arbore si cuzinet. Pentru a compensa aceasta diminuare trebuie sa se prevada un joc suplimentar in asa fel ca jocul de montaj sa se compuna din jocul in functionare si jocul suplimentar. Jocul la functionare intre arbore si cuzinet trebuie sa fie:
(15.19)
unde: w - viteza relativa intre fus si cuziner, in [m/s];
d - diametrul fusului, in [mm];
A - factor de corectie care tine seama de materialul cuzinetului.
Jocul minim pentru a asigura un film continuu de ulei poate fi calculat si cu formula empirica
(15.20)
unde: n- turatia arborelui, in rot/min; d - diametrul fusului, in mm.
Pentru a se tine seama si de deformatiile arborelui la forta de presiune maxima, la proiectare se adopta:
J= (1,1…1,3)d.10-3 [mm] pentru lagarul fusului maneton;
J= (1,3…1,5)d.10-3 [mm] pentru palier;
Jocul total al cuzinetului trebuie sa fie:
(15.21)
Determinarea debitului de ulei necesar lagarului trebuie sa tina seama de circulatia acestuia in lagar stiind ca se divide in:
- fluxul circumferential hidrocinetic;
- fluxul axial sub forma de inel care este expulzat din lagar inainte de a contribui la ungere.
Fluxul axial de ulei din punct de vedere hidrodinamic este ineficace, dar din punct de vedere termic este eficient deoarece contribuie la racirea lagarului.
Cantitatea de ulei evacuata axial printr-un sector de deschidere inelara, sub efectul variatiei axiale a presiunii este:
(15.22)
unde Oz este axa arborelui.
Debitul de ulei teoretic necesar asigurarii regimului hidrodinamic poate fi apreciat si cu relatia:
(15.23)
unde: 1< k1 = f(l/d) < 2
Rotatia arborelui provoaca antrenarea unui volum de ulei
(15.24)
unde: 
Calculul lagarelor este o etapa de mare raspundere neaparat trebuie urmata de verificari practice.
Debitul de ulei care circula prin sistemul de ungere 
reprezinta debitul prin magistrala de
ulei (rampa centrala) si se poate determina din doua
conditii:
1) Asigurarea debitului necesar ungerii tuturor lagarelor;
2) Preluarea unei cantitati din caldura dezvoltata in motor.
Determinarea debitului de ulei pornind de la prima conditie presupune asigurarea necesarului de ulei pentru ungerea celor b fusuri ale arborelui cotit.
(15.25)
Debitul de ulei necesar lagarelor este de 15…50% din debitul de ulei care circula prin magistrala de ungere; limita superioara se aplica motoarelor cu circuit de racire a pistoanelor. Rezulta ca debitul de ulei prin magistrala este:
(15.26)
Calculul debitului de ulei care satisface a doua conditie are la
baza bilantul energeric considerand ca uleiul preia caldura
dezvoltata prin frecare care reprezinta fractiunea fu din caldura
degajata in motor.
(15.27)
unde: fu = 0,02…0,06;
Qi - puterea calorica inferioara, Qi = 40.000…44.000 [kJ/kg];
ce - consum specific de combustibil, in [g/kWh];
Pe - puterea efectiva a motorului in [kW].
(15.28)
sau
(15.29)
Debitul de ulei prin magistrala este:
(15.30)
Cu valorile cu.u = 1674…1883 [kJ/m3K], tu = 15 K se poate determina debitul prin magistrala de ungere
(15.31)
Pe baza calculului statistic, debitul de ulei al sistemului de ungere se poate determina si cu relatia:
(15.32)
unde: nn - turatia corespunzatoare puterii nominale, in rot/min;
df - diametrul fusului, in m;
b - numarul de fusuri.
Valorile superioare pentru debitul sistemului de ungere sunt caracteristice motoarelor cu aprindere prin comprimare supraalimentate.
|
