This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Rap
ortu
l de
com
prim
are Ale-
zaj
x
curs
a
Pmax
/
n
[CP
/
rpm]
Mmax
/
n
[Nm /
rpm]
Nr.
cil
L x l
x h
[mm
]
Am
pata
men
t [m
m]
Eca
rtam
ent [
mm
]
Icv I0 Pneu
Con
sum
I II III IV V MI
10.2 75
x
77.3
75
/
540
0
118
/
3300
4L 385
0
166
7
152
9
246
0
144
0
144
0
3.4
2
1.8
1
1.2
8
0.98 0.77 3.58 3.94 185 / 60
R15H
8.3
5.2
6.3
10.5 76.5
x
75.6
75
/
540
0
126
/
3800
4L 389
7
165
0
146
5
246
0
- 3.4
0
1.9
6
1.2
5
0.93 0.74 3.39 3.88 185 / 60
R14T
8.8
5.2
6.5
10.5 82.7
x
93
138
/
550
0
188
/
3750
4L 442
4
177
5
172
0
261
8
150
5
147
1
3.7
6
2.0
6
1.3
9
1.1 0.85 3.54 4.07 215 / 65
R16
11.8
8.2
9.5
9.9 89
x
80.3
140
/
600
0
192
/
4000
4L 456
7
176
0
148
2
268
0
152
0
CV automata 205 / 60
R16
11.9
7
8.8
11 76
x
76.5
80
/
570
124
/
3500
4L 391
7
168
248
6
147
7
144
3.5
8
2.0
4
1.3
2
0.95 0.76 3.62 4.27 175 / 65T
R14
8.8
5.4
7.2
Pagina 6 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
0 3
143
2
4
9.6 87.5
x
83
141
/
570
0
188
/
4150
4L 428
8
170
4
160
1
261
6
138
0
137
0
3.5 1.9
6
1.3
6
0.97 0.81 3.58 3.94 205 / 55
R16V
11.5
7
8.7
10.1 72.5
x
72.6
75
/
560
0
110
/
4000
4L 350
0
162
0
169
5
233
5
142
0
139
0
3.4
2
1.9 1.2
8
0.97 0.82 3.27 4.11 155 / 65
R14
7.8
5.1
6.1
10.6 77
x
88.5
115
/
600
0
149
/
4500
4L 362
6
168
8
140
8
246
7
145
8
146
6
3.4
1
1.9
4
1.3
3
1.05 0.84 3.58 3.94 195 / 55Z
R16
9
5.1
6.5
1.2 Organizarea generală şi parametrii principali
1.2.1 Alegerea soluţiei de amenajare generală si de organizare a transmisiei
Pagina 7 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Funcţie de tipul şi destinaţia autovehiculului definite prin tema de proiectare,
ţinând seama de autovehiculele similare, considerate în studiul soluţiilor similare şi având în
vedere tendinţele de dezvoltare, se adoptă următoarea soluţie de organizare generală a
autovehiculului :
Organizarea transmisiei autoturismului
În cazul autoturismelor dispunerea echipamentului de tracţiune este realizată in trei
variante constructive, după cum urmează :
Soluţia clasică – motorul in faţă, iar puntea motoare in spate ;
Soluţia “totul în faţă” – motorul si puntea motoare in faţă ;
Soluţia “totul în spate” – motorul si puntea motoare in spate.
Soluţia clasică – impune divizarea echipamentului de tracţiune în mai multe grupuri
de agregate si permite o mai mare elasticitate în organizarea de ansamblu a autoturismului. În
principiu motorul, ambreiajul şi cutia de viteze sunt dispuse în partea din faţă a
autoturismului, iar transmisia principală la puntea din spate.
Soluţia clasică este aplicată in general la automobilele de dimensiuni si capacităţi
cilindrice mari.
Avantaje :
Încărcarea echilibrată a punţilor şi uzura uniformă a pneurilor ;
Pagina 8 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Accesibilitate bună la motor şi transmisie ;
Radiatorul de răcire al motorului este amplasat în partea din faţă a autovehiculului
(buna răcire a motorului) ;
Dezavantaje :
Centrul de greutate este mai ridicat (stabilitate redusă) ;
Existenţa unor vibraţii pe transmisie, datorate existenţei transmisiei longitudinale,
care pot genera apariţia fenomenului de rezonanţa ;
Legătura dintre motor si transmisie fiind mai complicată, creşte costul
autovehiculului.
Soluţia “totul in faţă” – se întâlneşte la autoturismele de concepţie modernă, ea
permiţând cea mai bună utilizare a volumului total al caroseriei, asigurând totodată, fără
soluţii constructive speciale, o foarte bună maniabilitate şi stabilitate pe traiectorie datorită
comportamentului constructiv subvirator, care este autostabilizant pe traiectorie rectilinie.
Amplasarea motorului se poate face :
longitudinal – situaţie când se realizează o bună accesibilitate la motor ;
transversal – când se asigură construcţii compacte pentru autoturismele de lungime
mică, obţinându-se un spaţiu disponibil pentru pasageri cât mai mare ;
central – astfel se măreşte distanţa între punţi la lungimi totale reduse ;
longitudinal deasupra punţii din faţă – se realizează o repartiţie judicioasă a sarcinii
între roţi şi o bună accesibilitate la motor, dar se complică transmisia ;
lângă diferenţial – se reduce înălţimea capotei, când se măreşte distanţa dintre roţile
din faţă şi se complică transmisia.
Alte avantaje :
Legături simple şi scurte între organele de comandă şi grupul motor – transmisie ;
Permite realizarea unui portbagaj spaţios ;
Pericolul de incendiu este redus (rezervorul de combustibil este montat în general in
consola din spate) ;
Sistemul de răcire este simplificat ;
Efectul ciocnirilor frontale este mai redus asupra pasagerilor ;
Stabilitate ridicată în viraje.
Pagina 9 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Dezavantaje :
Se micşorează greutatea aderentă ce revine punţii motoare la urcarea pantelor ;
Apar complicaţii constructive pentru puntea din faţă ( este punte motoare si
directoare) ;
Motorul şi transmisia sunt expuse la lovituri frontale ;
Pneurile din faţă se uzează mai rapid.
Soluţia “totul în spate” elimină o serie de elemente ale transmisiei, costurile fiind mai
scăzute decât la soluţia clasică. Se reduce şi zgomotul din interiorul caroseriei, iar la urcarea
pantelor greutatea aderentă creşte, roţile din spate fiind motoare.
Amplasarea motorului se poate face :
Longitudinal – asigură posibilităţi de utilizare raţionala a spaţiului din interior ;
Transversal – asigură confortul optim pentru pasageri ;
Longitudinal deplasat spre partea din faţă a punţii spate – permite o mai bună
repartizare a sarcinii între punţile automobilului (automobilele sport) ;
Transversal deplasat spre centrul automobilului – permite folosirea motoarelor lungi
cu număr mare de cilindrii.
Alte avantaje :
Permite o profilare aerodinamică mai uşoară la partea din faţă a automobilului ;
Creşte confortul – scaunele din spate pot fi deplasate mai înainte, mai aproape de
centrul de greutate, unde oscilaţiile sunt mai mici ;
Se evită distrugerea grupului motor – transmisie în cazul ciocnirilor frontale ;
Permite realizarea unor unghiuri de bracare mari pentru roţile directoare.
Dezavantaje :
Stabilitate redusă în viraj ;
Descărcarea punţii din faţă (scade eficienţa virării la viteze mari) ;
Răcirea motorului este complicată ;
Comenzile de conducere sunt lungi şi complicate ;
Instabilitate la vânt lateral (datorită centrului de greutate care este prea înapoi) ;
Spaţiu disponibil pentru bagaj sub capota din faţă este redus ;
Automobilul are caracter supravirator.
Pagina 10 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Pentru autoturismul de proiectat, ţinând seama de soluţiile similare, de tendinţele de
dezvoltare, precum si de avantajele si dezavantajele soluţiilor de dispunere a grupului motor –
transmisie, se alege soluţia “totul în faţă” cu dispunerea longitudinală a motorului.
1.2.2 Dimensiuni geometrice
Principalele dimensiuni care caracterizează construcţia unui automobil, în sensul
STAS 6689/2-74, sunt următoarele : dimensiunile de gabarit, ampatamentul, ecartamentul,
consolele, lumina sau garda la sol, razele şi unghiurile de trecere.
Dimensiunile de gabarit :
lungimea (A) – reprezintă distanţa maximă, dintre două plane verticale perpendiculare
pe plane longitudinale de simetrie şi tangente la partea din faţă şi din spate a automobilului ;
lăţimea (D) – reprezintă distanţa maximă dintre doua plane verticale, paralele cu
planul longitudinal de simetrie şi tangente la automobil de o parte şi de alta a sa ;
înălţimea (Ha) – reprezintă distanţa dintre planul de baza şi un plan orizontal tangent
la partea superioară a automobilului gol ;
ampatamentul (L) – este distanta dintre axele geometrice ale punţilor automobilului ;
ecartamentul roţilor din faţă/spate (B1/B2) – reprezintă distanţa dintre planele mediane
ale roţilor care aparţin aceleiaşi punţi ;
consolele din faţă (l1) şi din spate (l2) reprezintă distanţa dintre planul vertical care
trece prin centrele roţilor din faţă şi punctul cel mai avansat al automobilului, respectiv
distanţa dintre planul vertical care trece prin centrele roţilor din spate şi punctul cel mai din
spate al automobilului.
Pagina 11 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Ţinând cont de
soluţiile similare se adopta următoarele dimensiuni :
A = 4160 mm
L = 2412 mm
D = 1475 mm
Ha = 1383 mm
l1 = 993 mm
l2 = 755 mm
B1 = 1397 mm
B2 = 1302 mm
1.2.3 Greutatea automobilului
Greutatea automobilului reprezintă suma greutăţilor tuturor mecanismelor şi
agregatelor din construcţia acestuia, precum şi greutatea încărcăturii. Suma greutăţii
mecanismelor şi agregatelor automobilului reprezintă greutatea proprie şi se notează G0 , iar
Pagina 12 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
greutatea încărcăturii prescrise reprezintă greutatea utila şi se notează cu Gu. Greutatea totală
Ga se obţine prin însumarea celor doua greutăţi :
Ga = Go + Gu [daN]
Gu = mu * 10 [N]
mu = ( 68 + 7 )N + mbs [kg]
mbs – masa bagajului suplimentar. Daca nu se precizează prin tema se adoptă în
limitele 50 – 200 kg.
Se adopta mbs = 50 kg
N – numărul de locuri al autoturismului
mu = (68+7)5+50 = 425 kg
Gu = 425*10 = 4250 N = 425 daN
G0 = m0 * 10 [N]
Se adopta m0 = 800 kg
G0 = 800*10 = 8000 N = 800 daN
Ga = 800+425 = 1225 daN
1.2.4 Roţile automobilului
Determinarea centrului de masă
Poziţia centrului de masă se apreciază prin coordonatele longitudinale “a” si “b” şi
înălţimea “hg”.
Pagina 13 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Se alege = 0,45 a = 0,45*L = 1085 mm
L = a+b ( b = L-a = 1327 mm
= 0,185 hg = L*0,185 = 446,2 mm
Masa ce revine fiecărei punţi este :
m1 = * ma = * 1225 = 674 kg
m2 = * ma = *1225 = 551 kg
Masa ce revine unui pneu :
pentru pneurile punţii faţă : mp1 = m1 / 2 = 337 kg
pentru pneurile punţii spate : mp2 = m2 / 2 = 276 kg
Alegerea pneurilor
Pneul reprezintă partea elastică a roţii şi este format din anvelopă şi camera de aer.
Cunoscând masele ce revin pneurilor punţilor faţă, respectiv spate, se alege pneul
165 SR 13 care satisface condiţia de viteza maxima.
Se alege janta cu simbolul 4 Jx13, cu :
lăţimea secţiunii maxime : 167 mm
Pagina 14 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
diametrul exterior : 596 mm 1%
raza statică : 271 mm 1%
circumferinţa de rulare :1800 mm 2%
mărimea camerei de aer : J 13”
Se aleg presiunile de utilizare :
pentru pneurile punţii faţă : 1,7 bari (170 kPa)
pentru pneurile punţii spate : 1,5 bari (150 kPa)
Raza de rulare a roţii este : rr = [mm]
Lr – circumferinţa de rulare
rr = 286,62 mm
1.3 Definirea condiţiilor de propulsare
1.3.1 Rezistenţa la rulare, a aerului, a rampei şi la demarare ( definirea lor, cauzele
fizice care le determină, posibilităţi de estimare analitică, alegerea mărimii coeficienţilor
specifici )
Rezistenţa la rulare (Rr) este o forţă care acţionează permanent la rularea roţilor pe
cale, de sens opus sensului deplasării automobilului.
Cauzele fizice ale acestei rezistenţe la înaintare sunt :
deformarea cu histerezis a pneului ;
frecările superficiale dintre pneu şi cale ;
frecările din lagărele roţii ;
deformarea căii ;
percuţia dintre elementele pneului şi microneregularităţile căii ;
efectul de ventuză produs de profilele cu contur închis pe banda de rulare ;
etc…
Alţi factori de influentă :
construcţia pneului ;
Pagina 15 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
viteza de deplasare ;
presiunea aerului din pneu ;
forţele şi momentele ce acţionează asupra roţii.
Rezistenţa la rulare este luată în considerare prin coeficientul de rezistenţă la rulare “ f
” , care reprezintă o forţă specifică la rulare definită prin relaţia :
f =
Rr – rezistenţa la rulare
Ga sin - componenta greutăţii automobilului, normala pe cale
Se alege f = 0,020
Rr = f Ga [daN]
Rr = 0,020*1221 = 24,5 daN
Rezistenţa aerului ( Ra ) reprezintă interacţiunea după direcţia deplasării dintre aerul
în repaus şi automobilul în mişcare rectilinie. Ea este o forţa cu acţiune permanentă, de sens
opus sensului de deplasare al automobilului.
Cauzele fizice ale rezistenţei aerului sunt :
repartiţia inegală a presiunilor pe partea din faţă şi din spate a caroseriei ;
frecarea dintre aer şi suprafeţele pe lângă care are loc curgerea acestuia ;
energia consumată pentru turbionarea aerului şi rezistenţa curenţilor externi folosiţi
pentru răcirea diferitelor organe şi pentru ventilarea caroseriei.
Pentru calculul rezistentei aerului se recomanda utilizarea relaţiei :
Ra = Cx A V2 [N]
- densitatea aerului ( pentru condiţii atmosferice standard =1,225 kg/m3 )
Cx – coeficientul de rezistenţă a aerului
A – aria secţiunii transversale maxime [m2]
A = B1 Ha = 1,397*1,383 1,9 m2
V – viteza de deplasare a automobilului [m/s]
Pagina 16 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
V = 175 km/h = 48,6 m/s
Se notează produsul constant : Cx = k [kg/m3]
În condiţii atmosferice standard k = 0,6125 Cx [kg/m3]
Se adoptă Cx = 0,3
Ra = k A V2 [N]
Ra = 0,6125*0,3*1,9*48,2 = 824,6 N 82,5 daN
Rezistenţa la demarare ( Rd ) este o forţa de rezistenţă ce se manifestă în regim de
mişcare accelerată a automobilului.
Ca urmare a legăturilor cinematice determinate în lanţul cinematic al transmisiei
dintre motor şi roţile motoare, sporirea vitezei de translaţie a automobilului se obţine prin
sporirea vitezelor unghiulare de rotaţie ale elementelor transmisiei şi roţilor. Masa
automobilului în mişcare de translaţie capătă o acceleraţie liniară, iar piesele în rotaţie
acceleraţii unghiulare.
Rd = Rdt + Rdr [N]
Rdt – forţa de inerţie datorată masei totale a automobilului aflat în mişcare accelerată
de translaţie
Rdr – forţa de rezistenţă produsă de inerţia tuturor pieselor în mişcare de rotaţie
Rdt = ma = ma * a
ma – masa totală a automobilului plus încărcătura
mred v2 = JI i2 ti + Jr r
v = (r rr = (I/iti * rr
iti – raportul de transmitere între piesa oarecare şi roţile motoare
mred = ( Ji iti2/rr2 (ti + ( Jr/rr2
Rezistenţa la demaraj datorită maselor în mişcare de rotaţie va fi deci :
Rdr = mred
Rd = ma + ( Ji iti2/rr
2 ti + Jr/rr2 )
Pagina 17 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Rd = ma ( 1++ )
,unde :
( = ( JIiti2/marr2 (ti , ( = ( Jr/marr2
Raportul “(” reprezintă influenţa pieselor în mişcare de rotaţie a transmisiei, inclusiv
momentul de inerţie masic redus al motorului la arborele cotit asupra rezistenţei la demaraj.
Raportul “(” reprezintă aceeaşi influenţă, dar exercitată de roţile automobilului.
Se defineşte coeficientul de influenţă a maselor în mişcare de rotaţie prin expresia:
= 1 + +
Rezistenţa la pantă (Rp)
La deplasarea automobilului pe căi cu înclinare longitudinală, greutatea dă o
componentă Rp după direcţia deplasării, dată de relaţia :
Rp = Ga sin(
Aceasta forţă este forţa de rezistenţă la urcarea rampelor şi forţă activă la coborârea
pantelor.
Unghiul de înclinare longitudinală a căii : maxim 22°.
Deoarece rezistenţa la rulare cât şi rezistenţa la pantă sunt determinate de starea şi
caracterul căii de rulare, se foloseşte gruparea celor doua forţe într-o forţa de rezistenţă totală
a căii (R) dată de relaţia :
R( = Rr + Rp = Ga (f cos( + sin() = Ga ( [N]
,unde :
( = f cos( + sin( este coeficientul rezistenţei totale a căii
Pentru valori adoptate ca valori maxime se obtine :
(max = f cos(max + sin(max
,şi :
Rmax = Ga max
max = 0,02 * cos 22° + sin 22° = 0,007
Rmax = 1225 * 0,007 = 8,575 daN
1.3.2 Forme particulare ale ecuaţiei generale de mişcare
Pagina 18 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
Pentru stabilirea ecuaţiei generale a mişcării, se consideră automobilul în deplasare
rectilinie, pe o cale cu înclinare longitudinală , în regim tranzitoriu de viteză, cu acceleraţie
pozitivă (demaraj). Luând în considerare acţiunea simultană a forţelor de rezistenţă şi a forţei
motoare, din echilibrul dinamic după direcţia mişcării, se obţine ecuaţia diferenţială :
= ( IR – Ga f cos - Ga sin - Cx A V2 )
sau = ( FR – Ga - Cx A V2 )
numită ecuaţia generală a mişcării rectilinii a automobilului
Forţa la roată disponibilă : FR = M itr (tr / rr sau FR = P (tr / V
itr – raportul de transmitere al transmisiei
tr – randamentul transmisiei
rr – raza de rulare a roţilor
V – viteza de deplasare
Forme particulare
deplasarea cu viteză maximă
FRvmax = Ga f + Cx A V2max
FRvmax = 1225*0,02 + 0,6125*0,3*1,9*48,62
FRvmax = 107 daN
deplasarea pe calea cu înclinare longitudinală maximă sau pe calea cu rezistenţă
specifică maximă
FRvmax = Ga max + Cx A V2I min
Deoarece viteza de deplasare este mică se neglijează rezistenţa aerului.
FRvmax = Ga max = 1225 * 0,007 = 8,575 daN
pornirea din loc cu acceleraţie maximă
Pagina 19 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.
FRa1max = Ga f + ma 1 1max
1 = 1,4 kg
1max = a1max = 2,9 m/s2
FRa1max = 1225*0,02 + 1225*1,4*2,9
FRa1max = 521,85 daN
1.4 Calculul de tracţiune
1.4.1 Alegerea mărimii randamentului transmisiei
Pentru propulsarea automobilului puterea dezvoltată de motor trebuie să fie transmisă
roţilor motoare ale acestuia.
Transmiterea fluxului de putere este caracterizată de pierderi datorate fenomenelor de
frecare din organele transmisiei. Calitativ pierderile de putere din transmisie se apreciază prin
randamentul transmisiei (tr.
Se adoptă :
randamentul cutiei de viteze : CV = 0,98
randamentul transmisiei principale : TP = 0,94
tr = CV TP = 0,98 * 0,94 = 0,92
1.4.2 Determinarea puterii maxime a motorului
PVmax = PR + Pa
Pagina 20 din 55
Vizitati www.tocilar.ro ! Arhiva online cu diplome, cursuri si referate postate de utilizatori.