Mecanismul de Suspensie TRICA DANIEL

8/2/2019 Mecanismul de Suspensie TRICA DANIEL

1/23

UNIVERSITATEA DIN PITETIFacultatea de Mecanic i Tehnologie

Student: TRIC DANIEL CONSTANTIN

Sectia: AUTOVEHICULE RUTIERE

Gr. : 4.2.2


2/23

Universitatea din Piteti | Tema CCA

Enun : Pentru un autoturism 4X4 cu Vmax=170 km/h i capacitatea de ncrcare 5 locuri.

Se cer urmtoarele :A. Principalele cerine impuse suspensieiB. Principalele soluii constructive:

- Soluii de organizare general ;- Variante constructive pentru tipul de autovehicolul cerut.C. Definirea principalelor elemente de calcul :

- Condiii de solicitare;- Modelul de calcul pentru calculul de rezisten.


3/23


C U P R I N S

A.Principalele cerine impuse suspensiei.......................................4

B.Principalele soluii constructive.................................................6

C.Definirea principalelor elemente de calcul.................................12


4/23


A.Principalele cerine impuse suspensieiSuspensia automobilului trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii principale

caracteristic elastic, care s asigure un grad de confort satisfctor; construcie simpl irezistent; amortizarea vibraiilor caroseriei i roilor; asigurarea cinematicii corecte a

mecanismului de direcie, greutatea minim,s transmit forele i momentele reactive de la roila caroserie etc.De asemenea suspensia automobilului are rolul de a asigura confortabilitatea pasagerilor

i de a proteja ncrctura i organele componente mpotriva ocurilor, trepidaiilor i oscilaiilorduntoare, cauzate de neregularitile drumului.

Suspensia automobilului realizeaz legtura elastic ntre cadru au caroserie i puni, saudirect cu roile automobilului

Prile componente.

Suspensia unui automobil cuprinde : elemente elastice; dispozitive de ghidare; amortizoare ; stabilizatoare.

Elementele elastice servesc pentru micorarea sarcinii dinamice rezultate la trecerearoilor pentru neregularitile drumului.

n acelai timp elementele elastice fac ca oscilaiile caroseriei s fie suportabile depasageri i s nu duneze mrfurilor care se transport.

Elementele de ghidare transmit componentele longitudinale i transversale ale forelor deinteraciune, precum i momentele, acestor fore, determinnd cinematica roilor fa de cadru

sau caroserie.Elementele de amortizare mpreun cu-frecarea dintre foile arcurilor amortizeaz

oscilaiile caroseriei i ale roilor.Funciile celor trei elemente principale ale suspensiei pot ti ndeplnite de unui i acelai elementsau de elemente diferite.n unele cazuri, suspensia automobilului mai conine elemente supliment tare - stabilizatoare,care au rol de a reduce nclinrile laterale ale autovehiculelor n viraje.


5/23


Amortizoarele pot fi folosite la ambelepuniale automobilului sau numai la puntea din fa,soluia ntlnit mai ales la autocamioane. Principiul de funcionare a amortizorului hidraulic se bazeaz pe transformarea energiei mecanice a oscilaiei n energie termic. Majoritateaamortizoarelor sunt cu dubl aciune, lucrnd n ambele sensuri, i anume la apropierea roilordecaroserie opun rezisten mic, la departarea roilor de caroserie opun rezisten mai mare. n

lucrare au fost prezentate i notiuni legate despre suspensia automobilului. Suspensiaautomobilului are rolul de a asigura confortabilitatea pasagerilor i a proteja ncarcatura iorganele componente mpotriva ocurilor. De asemenea au fost prezentate tipurile deamortizoare: amortizorul telescopic bitubular, amortizorul telescopic monotubular iamortizoarele telescopice reglabile. S-au fcut referine cu privirea la construcia i funcionareaacestor tipuri de amortizare.


6/23


B.Principalele soluii constructiveClasificarea suspensiilor automobilelor se face dup tipul punii i dup caracteristica

elementelor elastice.Dup tipul punii,suspensiie se clasific:

suspensii roi dependente suspensii cu roi independente.

Suspensia cu roi dependente se ntlnete n cazul punilor rigide (fig. 1,a) iar suspensia cu roiindependente, n cazul punilor articulate (fig. 1,b)la care fiecare roat este suspendat direct decadru sau caroserie.

Suspensia dependenteste caracterizat printr-o legaturrigidntre roile din dreapta idin stnga , iar ridicarea sau coborrea unei roi, produs de denivelrile cii , provoacschimbarea poziiei i pentru cealalt roat

La suspensia independent lipsete legtura direct dintre roile automobilului iarschimbarea poziiei unei roi nu influeneazi cealalta roat .

Suspensia independent prezint fa de suspensia dependent avantajele :

mbuntairea confortului prin reducerea masei nesuspendate ; inuta de drum mai bun deoarecedeplasrile roilor nu se influeneazreciproc ; micorarea oscilaiilor de ruliu ale caroseriei imrirea stabilitaii automobilului

Fig.1. Scheme de suspensii.

n funcie de tipul caracteristicii elastice, suspensiie se clasific n: suspensii cucaracteristica elastic linearisuspensii cu caracteristica elastic nelinear.

n majoritatea cazurilor, suspensia automobilelor cu puntea rigid folosete arcurile n

foi dispuse longitudinal, datorit construciei simple.


7/23


Suspensia cu arcuri n foi semieliptice dispuse longitudinal

n fig.2 se reprezint suspensia din spate a autoturismului ARO cu arcuri n foi dispuselongitudinal.Arcul n foi 6este dispus longitudinal fa de cadru. Partea din fa a arcului este nlegtur cu cadrul prin intermediul unui bol de articulaie, iar partea din spate prin intermediul

cercelului 12. Pentru limitarea cursei arcului este prevzut tamponul de cauciuc 15.Un capt al arcului este fixat printr-un bol de articulaie (pentru a transmite forele detraciune i frnare la cadru), iar cellalt prin intermediul cercelului 12 care permite arcului s sedeformeze sub aciunea sarcinii (prin ncovoierea arcului distana dintre centrele ochiurilor semodific).

Amortizarea oscilaiei este asigurt de amortizoarele hidraulice telescopice 8 cu dubluefect.

Suspensia cu arcuri n foi semieliptice dispuse longitudinal cu caracteristicneliniar

Suspensia cu arcuri n foi cu caracteristic nelniar se utilizeaz mai ales la puntea dinspate a autocamioanelor. O suspensie corespunztoare pentru cazul cnd autocamionul este

ncrcat va fi prea rigid pentru autocamionul gol. Pentru a realiza o suspensie care scorespund n ambele cazuri, se folosete suspensia cu arc suplimentar.

Fig.2.Suspensia cu arcuri n foi semieliptice dispuse longitudinal: 1 - aiba; 2 -piuli bol; 5- foaie principal;4 - uruburi de fixare distantiere (de material plastic) dintre foi; 5 i 7- bride;6

- arc n foi; 8 -amortizor telescopic hidraulic; 9 - chng limitatoare; 10 - bride de fixare; 11 -bulon central; 12 - cercel; 13 -piuli; 14 -plac; 15 - tampon de cauciuc.

n fig.3 se reprezint suspensia din spate cu arc suplimentar utilizata la autocamioane. Ease compune din arcul principal 3 ce lucreaz la sarcini mici i mijlocii. La sarcini mari, ncepe salucreze i arcul secundar2, care se sprijin pe suporturile 1 ale cadrului.


8/23


Fig.3. Suspensia din spate cu arc suplimentar.

Suspensia dependent cu arcuri elicoidale. n fig.4 se reprezint suspensia punii dinspate aautoturismului Dacia 1310. Datorit faptului c arcurile elicoidale preiau numai sarciniverticale, puntea este prevazut cu bratele 1i 5pentru preluarea forelor orizontale.

Fig.4. Suspensia din spate a autoturismului Dacia 1310:

1brate laterale; 2arcuri elicoidale; 3amortizoare telescopice; 4tampoane limitatoare dincauciuc; 5brat superior; 6puntea spate; 7stabilizator


9/23


Dispozitive de ghidare, destinaia,construcia i principiul de funcionare.

Dispozitivele de ghidare transmit componentele orizontale ale forelor dintre roi i drum,i momentele acestor fore la caroserie ,determinnd icaracterul deplasrii roilor n raport cucaroseria automobilului i n raport cu drumul.

n figura 5.se reprezint forele datorit nteraciunii dintre roi i drum precum imomentele acestor fore.

Fig 5. Forele datorit nteraciunii dintre roi i drum i momentele acestora

Forele verticale Z i momentele Mx se transmit la caroserie prin intermediul elementuluielastic al suspensiei .

Elementele de amortizare au rolul de amortiza oscilaiile care iau natere evitnd apariiafenomenului de rezonan.


10/23


Amortizoarele:

Fig. 6. Construciaamortizorului.

1. Capul nferior2. Corpul pistonului decomprimare3. Discurile pistonului decomprimare4. Discul superior al pistonului decomprimare5. Arcul pistonului decomprimare6. Semisfera pistonului de

comprimare7. Discul rigid al pistonului decomprimare8. Piulita supapei de destindere9. Arcul supapei de destindere10. Pistonul amortizatorului11. Discul de fixare a supapei dedestindere12. Discurile pistonului dedestindere13. Segmentii pistonului14. Saiba piulitei pistonului dedestindere15. Discul superior al pistonuluide destindere16. Discul supapei de comunicare17. Arcul supapei de comunicare18. Discul limitator19. Rezervor20. Tija

21. Cilndru22. Tub rezervor23. Bucsa de ghidare a tijei24. nel de etansare a rezervorului25. Discul sistemului de etansare26. Element de etansare27.Garnitura nelului de iguranta28. Inel de iguranta29. Piulita rezervorului

30. Capul superior31. Piulita de fixare a capului superior

32. Groiver33. Discul pernei de fixare a amortizatorului34. Perna (tampon)35. Bucsa36. Tub37. Element de amortizare a tijei38. Bucsa de fixare a capului nferior cu cauciuc


11/23


Pentru amortizarea rapid a oscilatiilor, n suspensia automobilelor moderne se monteazamortizoare hidraulice.

Amortizoarele pot fi folosite la ambele puni ale automobilului sau numai la puntea dinfa, solutie ntlnit mai ales la autocamioane. Principiul de funcionare a amortizorului

hidraulic se bazeaz pe transformarea energiei mecanice a oscilaiei n energie termic, latrecerea fortata a unui lichid special, dintr-o camera a amortizatorului n alta, printr-un orificiucalibrat.Majoritatea amortizatoarelor sunt cu dubl aciune, lucrnd n ambele sensuri, i anume:la apropierea roilor de caroserie opun rezisten mic; la departarea roilor de caroserie opunrezisten mai mare

Amortizatoarele cele mai raspndite la automobile sunt cele sub forma telescopic,clasificate n monotubulare i bitubulare, i care la rndul lor, pot fi de mai multe tipuri.Cele mai folosite sunt amortizoarele bitubulare, care, n comparatie cu cele monotubulare, au olungime mai redusa i o durata de funcionare mai mare.

Amortizoarele bitubulare (Principiul de funcionare):

Fig. 7. Amortizorul telescopic bitubular.

n figura 7. este prezentata schema de principiu a amortizorului hidraulic telescopicbitubular. Capul superior 1, de care este fixata tija 2 cu pistonul 8, este prins de parteasuspendata a automobilului, iar capul nferior 13 , solidar cu tubul rezervor5 , de parteanesuspendata. Tubul nterior 4 (cilndrul de lucru) este umplut cu lichid special pentruamortizoare.

n cursa de destindere, lichidul din partea superioara a pistonului 8 este comprimat itrimis prin supapa de destindere 10 n partea nferioara. Volumul generat de piston la partea nferioara este mai mare decit volumul lichidului mpins n jos, cu volumul tijei care iese din

tubul 4. Diferenta se completeaza cu lichidul din camera de compensare 14 (spatiul dintre tubulrezervor 5 i tubul nterior 4) care patrunde prin supapa de admisie 11datorit depresiunii creatsub piston i a pernei de aer comprimat din partea superioara a camerei de compensare.

n cursa de comprimare, lichidul de sub piston trece prin supapa de comunicare 9 npartea superioara a tubului 4. O parte din lichid (egala cu volumul tijei ntrodus n tubul 4) trece


12/23


prin supapa de comprimare 12 n camera de compensare 14. Tubul 6servete la protecia tijeipistonului, iar nelul 3 la etansarea amortizorului.

Amortizoarele monotubulare (Principiul de funcionare):

n comparatie cu cel bitubular are, la diametre exterioare egale, un diametru al pistonuluimai mare, fiind mai usor i avnd o racire mai buna.n camera de comtensare se ntroduce azot sub preiunea de circa 2,5 N/mm2. Perna de aer esteseparata de lichidul de amortizare prin intermediul pistonului flotant. Compensarea volumului,datorita miscarii lui la cursa de comprimare, se obtne prin comprimarea pernei de gaz ideplasarea pistonului flotant n sus. La cursa de destindere, deplasind pistonul flotant n jos.

C.Definirea principalelor elemente de calculCaracteristicile geormetrice ale autoturismului

Masa autovehiculului (ma) face parte din parametrii generali ai acestuia i reprezintsuma dintre masa util (mu) i masa proprie (m0).

Reprezint o caracteristic constructiv esenial a autovehiculului, prin eacaracterizndu-se posibilitile de utilizare a acestuia. Masa util este determinat de capacitateade ncrcare a autovehiculului, prevzut prin tema de proiectare sau adoptat funcie de tipulautovehiculului, n concordan cu capacitatea de ncrcare a tipurilor similare.

n conformitate cu STAS 6926/1-90, la determinarea masei utile se vor consideraurmtoarele:

- masa personalului de serviciu permanent la bord: 75 kg;- masa unui pasager: 68 kg;- masa bagajului pentru un pasager: 7 kg la autoturisme i autobuze urbane, 20 kg

la autobuze urbane, 25 kg la autobuze turistice.Pe baza acestor recomandri, masa utilse determin pentru faza de proiectare funcie de

capacitatea de ncrcare i normele STAS, cu urmtoarele relaii:

-pentru autoturisme:

bsu mN)768(m [kg],

unde: Nnumrul de locuri din autoturism;

mbsmasa bagajului suplimentar (dac nu se precizeaz prin tem, se adopt nlimitele 50-200 kg);

Numarul de pasageri n = 5impus prin tema de proiect.

Masa bagajului suplimentar mb = 50 200 kg se adopta mb =100 kg


13/23


bsu mN)768(m [kg]=> 1005)768( um =475 kg

Masa utila mu =475 kg

Masa proprie

Este o mrime ce caracterizeaz construcia autovehiculului i este determinat de sumamaselor tuturor sistemelor i subsistemelor componente, cnd autovehiculul se afl n stare deutilizare.

m0 = 2214kg

ma = m0 + mpas + mb =2214 + 5*75 + 100 = 2689 kg

Fa de masele determinate mai sus, se determin greutatea automobilului (G a), greutatea

util (Gu) i greutatea proprie (G0) cu relaiile:

0010 mG [N].

uu mG 10 [N];

aa mG 10 [N];

G0=102214=22140 [N]

Gu=10475=4750[N]

Ga=102689=26890 [N]Masa autovehiculului se consider aplicat n centrul de mas (centrul de greutate), situat n

planul vertical ce trece prin axa longitudinal de simetrie a autovehiculului. Poziia centrului demas se apreciaz prin coordonatele longitudinalea i b i nlimea hg (STAS 6926/2-78).

- alegerea parametruluiL

a= 0,45=>a=0,452855=1285 mm

a+b=L

b=2855-1285=1570 mm

b=1570 mm

- alegerea parametruluiL

hg= 0,25=>hg=0,252855=714 mm

G2 = GaL

a= 2637,9 0,45 =1187,05daN


14/23


G1 =L

bGa [daN]; G1=2855

15709,2637 =1450,9daN

Verificare

Ga = G1 + G2 = 1187,05+1450,9=2637,9daNDeterminarea caracteristicii elastice a suspensiei

Caracteristica elastic a suspensiei reprezint dependena dintre fora vertical careacioneaz asupra roii i deformaia elementului elastic al suspensiei .

Datorit frecrilor din elementul elastic curbele de comprimare i de destindere nuconcid . Aria cuprins ntre cele dou curbe reprezint la scar , lucrul mecanic de histerezispentru un ciclu complet de ntindere-comprimare , transformat prin frecare intern n cldur cese transmite mediului ambiant

n mod convenional se conider drept caracteristic a suspensiei , curba medie

reprezentat cu linie ntrerupt .Parametri curbii caracteristice a suspensiei sunt :Sgeata static feste produs de sarcina static GS, care este un parametru esenial dedefnire a elementului elastic , deoarece determin mrimea frecvenei oscilaiilor proprii alsuspensiei , conform relaiei :

][5.31

10

13

Hzfstfst

g

unde

g este acceleraia gravitaionalfsteste sgeata static exprimat n [mm]fst = 225 mm

Sgeile dinamice fd1i fd2sunt stabilite n funcie de tipul autovehicululuiSgeile dinamice sunt limitate de tampoanele elastice din cauciuc ale suspensiei . La

sgeile egale cu f1i f2 , mecanismul de ghidare a punii vne n contrast ,n planul de oscilaie ,cu limitatoarele elastice ale suspensiei . n ntervalul f1 - f2 , caracteristica suspensiei este datnumai de proprietile elementului elastic al suspensiei . ntrarea n funciune a tampoanelor ,modific curba caracteristic a suspensiei :

Fd1,2 = 0,5 * fst = 0,5*180 = 90 mm

Coeficientul dinamic Kd, definit de raportul dintre fora maxim transmis prinsuspensie , pn la deformarea maxim a limitatoarelor i sarcina static .

Kd = 8.1....7.1max sG

F

Se adopt Kd = 1,75 ;La valori mici ale coeficientului dinamic , se observ , n cazul deplasrii automobilului

pe drumuri cu neregulariti , lovituri frecvente n tampoanele limitatoare . La valori mari ale


15/23


coeficientului Kd , n cazul vibraiilor cu amplitudini mari , i la valori mici ale sgeii dinamicesuspensia va fi foarte rigid . Pericolul lovirii n tampoane i mrimea Kd sunt dependente demrime sgeii dinamice . Cu ct este mai mare sgeata dinamic cu att este mai uor de obnutconfortabilitatea .necesar cu un coeficient dinamic mare i uor de asigurt un contactpermanent al roilor cu calea . Cu ct viteza automobilului i neregularitile cii sunt mai mari

cu att trebuie s fie mai mare i sgeata dinamic .Constanta elastic (K) a suspensiei este definit ca fiind tangenta trigonometric aunghiului format de tangenta geometric la curba convenional i axa absciselor .

Mrimea constantei se mai numete i rigiditatea suspensiei i este dat de relaia :

K =stf

F

Caracteristica elastic optim nu se poate obine folosnd un element static cucaracteristica lniar .Este necesar cunoaterea caracteristici arcului metalic prin ntroducereaunui element elastic suplimentar .

Fmaxf= Kd * Z1 = 1,75 * 1139,9 = 1994,8 daN

Zf= 21

G

= 2

1450

= 725 daNUnde:

NL

h

L

bGZ

g

a 2,1139998,085,02855

71422,026890cos1

G1=1450,9daN

Zfeste sarcinape o roat fa

Calculul elementelor elastice ale suspensieiCa elemente elastice metalice ale suspensiei adopt arcuri metalice elicoidale cu pas i

diametru constant i diametru spirei constant .

a) Determinarea forelor care acioneaz asupra elementelor elasticeFora activ (F) ce acioneaz asupra arcului elicoidal al suspensiei se determin cu

relaia urmtoare :

Fa =cos

F

Unde F = Z-gR = 725-725 * 0.1 =652,5 daNUnde Z- este reaciunea normal fagReste greutatea roii i a mecanismului de ghidare a roii montat sub arcgR = 0,1 * Z ;adopt = 100

Fa =98.0

5,652

10cos

5,652 = 662,5 daN


16/23


Calculul de dimensionare al arcurilor suspensieiArcurile fa vor fi construite din bare din oel de arc ;

ARC 20 mm ;Adopt indicele arcului ;

i = 9d

Dm ;

unde d = 16 mm , diametrul spirei ,rezult :

Dm = i * d = 136 mm ;Adopt Dm = 135 mm , diametrul arcului ,

n = 9 , numrul spirelor active .

Sgeata arcului se calculeaz cu relaia :

f =4

3

8dG

DFn

m

;

unde Faf= 3325 N;Fas = 2833 N ;G = 8 * 104 - modulul de elasticitate transversal .

Rezult sgeata arcului :Ft = 154 , 1 mm;

Efortul unitar de rsucire este ;

atmtd

KDF

3

18 ;

unde at = ( 700 - 900 ) MPa ;

K = 1,2coeficient de corecieRezult t1 = 372,08 MPa ;

t1 = 367 ,07 MPa ;

Fora maxim ce poate fi prelucrat de arc ;

Fmax = NkD

dm

at 67558

13

Calculul la oboseal al arcului n foi se face n scopul determinrii timpului defuncionare a arcului pn la apariia primelor semne de oboseal a materialului . Metoda decalcul const n determinarea lucrului mecanic specific de deformaie al foilor de arc . Acesta se

defnete ca fiind raportul dintre lucrul mecanic consumat pentru deformarea arcului i ariaseciunii transversale a pacherului de foi . Pentru oelul de arc aliat cu Mn i i, lucrul mecanicspecific se calculeaz cu relaia :

LSP = 1,2*106 e [Nm/cm

2 ]

Lsp = 1.2*106*5.872 = 7046400 [Nm/cm2]= 7.0464*106 [Nm/cm2]


17/23


n care e este coeficientul de revenire a crui mrime este funcie de timpul de repaus

al arcului .Pentru un parcurs anual de 22500 km/an , e = 5,872

Calculul lucrului mecanic efectiv se face n tei stri specifice de ncrcarea arcului ianume : ncrcat (1/1) , semincrcat (1/2) , gol (0) .Procentul din parcursul total alautomobilului ce revne frecrii din cele trei stri , se conider a fi 60 % ncrcat i 20 %semincrcat i respectiv gol.

ocurile ce apar n exploatare se grupeaz n trei categorii : puternic . mediu i uor. Dac se noteaz cu frecvena proprie de oscilaie a arcului ,n oscilaii pe mnut i cu

timpul de oscilaii cu frecvena proprie , atunci .ntr-un mnut , arcul va efectua oscilaiicomplete .Lucrul mecanic efectuat ntr-o or va fi :

L = hNmFh /100

602

Unde h este amplitudinea n [cm]; F- fora pe arc n [N] ; frecvena proprie noscilaii pe mnut ; -randamentul arcului .

Amplitudinea real h se calculeaz cu ajutorul coeficientului dinamic Kd i alamplitudinii etalon F 1/1 ;h = f 1/1*KdCalculul lucrului mecanic se face n cele trei stri de ncrcare ale automobilului la

cele trei tipuri de oc .L0 = (L0) u + (L0) m + (L0) p =

= hNmphpnhnuhuFh /100

602

L0 = 2 ]/[622910008.03.18.05.05.025.0100

6069.14297.0

2

11925hNm

min/69.14234.2180

5.315.31

10

13 oscHzfstfst

g

L1/2 = (L1/2) u + (L1/2) m + (L1/2) p = hNmphpnhnuhuFh /100

602

L0 = 2 ]/[28385012.01.112.045.0575.0175.0100

6069.14297.0

2

11925hNm

L1/1 = (L1/1) u + (L1/1) m + (L1/1) p =

hNmphpnhnuhuFh /100

602

L0 =2 ]/[27035016.09.016.040.0650.01.0

100

6069.14297.0

2

11925hNm

Lucrul mecanic total efectuat de arc ntr-o ora raportat la seciunea arcului A , reprezintlucrul mecanic specific pe or i are expreia :


18/23


Lsh =A

L )(2.0 0 +A

L )(2.0 2/1 +A

L )(6.0 1/1 [Nm/cm2h]

Lsh =

56

6229102.0

56

2838502.0

56

96.2703566.0 = 6135.11 [Nm/cm2h]

A = n*b*h 10*70*8 =5600mm2 =56cm2

Timpul efectiv de lucru al arcului se calculeaz cu raportul :

tef= ][102.1

6

htLshLsh

Lspn

tef = ][53.114811.6135

100460.76

h

unde tn este timpul normal de funcionare al automobilului

tn = oreVm

S

100060

60000

unde S este spaiul efectiv parcurs de automobil pna la prima reparaia capital ;Relaia arat c pirn calculul de durabilitate de detremn timpul de funcionare al

arcului n foi , care trebuie s fie cel pun egal cu timpul teoretic de funcionare al automobilului. n cazul n care condiia impus de relaia (26) nu este respectat ; se impune refacereacalculelor prin redimensionarea foilor de arc deoarece rigiditatea arcului este prea mic .

Sgeata real a arcului n foi se calculeaz cu relaia :

F =EIKa

hlF

2

Amortizoarele suspensiei

Rolul i caracteristicile amortizoarelor

Amortizoarele folosite n suspensia de automobile au rolul de a diipa rapid energiaoscilailor verticale a l caroseriei i ale roilor automobilului prin transformarea ei n energiecaloric cedai mediului ambiant.

Pentru autoturismul de proiectat adopt un amortizor hidraulic bitubular , cu

caracteristica de amortizare progreiv ptratic ,aimetric .Amortizoarele sunt montate paralel cu elementele elastice principale ale suspensiei ireprezintun element de baz n asigurrea confortului i iguranei circulaiei .

La automobilele moderne cele mai utilizate amortizoare sunt amortizoarele a hidraulice.Principiul de lucru al acestor amortizoare const din urmtoarele : la deplasarea relativ a maseisuspendate fa de masa nesuspendat , lichidul vscos din corpul amortizorului este obligat streac prin orificii de seciune mic .


19/23


Datorit frecrii lichide care apare la trecerea acestuia prin orificiile calibrate , energiaoscilant se transform n energie caloric .

Dependena dintre fora de rezisten a amortizorului F i viteza relativ dintre masasuspendat i nesuspendat defnete caracteristica de amortizare .Fora de rezisten aamortizorului telescopic este dat de relaia

F = c * v

i

n care c este coeficientul de rezisten al amortizorului ; iar i exponentul vitezei n funcie de exponentul vitezei i caracteristica d amortizare poate fi ; lniar (i =1) ,

regreiv ( i < 1 ) , ;i progreiv( i > 1 )n funcie de raportul dintre coeficienii de rezisten ai amortizorului la cursa de

comprimare Cci scursa de destindere Cd amortizoarele telescopice pot fi :-cu dublu efect i caracteristic imetric Cc = Cd;-cu dublu efect i caracteristic aimetric Cc Cd;cu simpu efect Cc = 0 , Cd 0 .Majoritatea amortizoarelor actuale sunt cu dublu efect i caracteristica de amortizare

aimetric Cd = (2-5 ) Cc .

Folosirea unei astfel de caracteristici este motivat prin tendina de a micora efectulocurilor la trecerea roilor peste denivelri preom nente , printr-oamortizare mai mic la cursade comprimare .

Dac Cc este prea mare . la trecerea roii peste ridicturile cii viteza maseinesuspendate crete i prin amortizor se va transmite o for mai mare , ia rla trecerea roii pestedenivelri sub forma de adncitur forele transmise sunt mai mici .

La deplasarea pe ci de rulare cu suprafee neregulate , se recomand diferene marintre coeficieni Cc i Cd . n cazul circulaiei pe drumuri cu neregulariti lungi ,dat l ne , esterecomandat o diferen mic ntre cei doi coeficieni.

Coeficientul de rezisten al amortizorului C este definit de relaia :

C =

2

dc CC = 2505

Adopt , conform tabelului 9.9 (C.C.A.-Untaru M., P.569 ) ;

Cu supape nchise Cu supape deschise

2455 970

Urmtoarele valori ale coeficienilor re rezisten :Cf = 2455Cs = 2500

innd cont de mrimile adoptate pentru C i de relaia dintre Cci Cd se obine-pentru suspensia fa Ccf= 1030 , Cdf= 3880;cnd vitezele relative dintre dou mase atng o valoare numit vitez critic , supapele

de descrcare se deschid i seciunile de trecere pentru lichid se mresc .n acest fel fora deamortizare va crete mai lent :

vcr = hr * 0 = ( 0,2 - 0,4 ) m/s


20/23


undehr - cursa roii pn la cuplarea limitatoarelor , determnat din caracteristica elastic a

suspensiei ;

0 -pulsaia proprie a suspensiei .

Adopt : vcr = 0,3 m/s

La viteze pistonului mai mari dect viteza critic , forele de rezisten aleamortizoarelor nu vor mai crete .

Forele critice de amortizare sunt cuprinse n limitele :- pentru cursa de destindere Fcrd = (2000-3000) N ;- pentru cursa de comprimare Fcrc = (400 - 700) N ;ntre cele dou fore exist relaia :

Fcrc = ( 0,250,33 ) * FcrdAdopt Fcrd = 2300 Ni rezult Fcrc = ( 1/1,34) *Fcrd = 676,5 N

Dimensionarea i verificare dimensionrii amortizoarelor telescopice

Calculul de dimensionare i verificare dimensionrii amortizoarelor telescopicecuprinde :

- determinarea caracteristicii de amortizare la roat ;- determinarea caracteristicii de amortizare efectiv a amortizorului ;- dimensionare a pistonului i a orificiilor de lucru ;- verificare dimensionrii termice a amortizorului .Diametrul pistonului amortizorului trebuie sp fie ales astfel nct preiunea maxim a

lichidului i temperatura sa de nclzire s nu depeasc valori care s schimb caracteristica deamortizare sau s afecteze negativ fiabilitatea amortizorului .se adopt diametrul pistonului dp = 44 mm ;

diametrul tijei 41 mm ;

diametrul exterior al tubului rezervor 48 mm ;lungimea ghidajului 200 mm;lungimea pistonului 300 mm ;Valorile dde mai sus reprezint raportul mediu dintre principale dimeniuni constructive

ale amortizorului i diametrul pistonuluiDimensionarea orificiilor calibrate din piston se face pornind de la neceitatea de a se

obinecoeficientul efectiv de rezisten al amortizorului .Caracteristica d amortizare efectiv a amortizorului se determin pornind de la

caracteristica de amortizare la roat i de montajul amortizor punte .Fora efectiv de amortizare este dat de relaia :

Fa = cos

F

N ;Soluia de montarea amortizorului la suspensia independent este redat n figura

urmtoare :Unde - unghiul de nclnare al amortizorului fa de vertical .Fora efectiv de amortizare va fi :


21/23


-pentru comprimare :Fac = 2335,5 N , adopt Fac = 2336 N;-pentru destindere :Fad = 686,9 N , adopt Fad = 687 N;Viteza efectiv a pistonului amortizorului ;

Vap = smvp /295.0cos Unde vp = v cr = 0,3 m/s

Coeficientul efectiv de rezisten al amortizorului este :

-pentru fa : Caf=2cos

fC = 2531,32

Pentru comprimare de obine :-pentru fa : C caf= 989,84

Pentu destindere de obine :-pentru fa : C cdf= 2474,61

Debitul din orificiile de trecere (Q) de seciune A pentru comprimare , respectivdestindere cu un coeficient de debit ( = 0,6 - 0,75 ) ,, dat de relaia :

Qc = * Ac * v [mmc/s]Qd = * Ad * v [mmc/s]

Dac se ineseama c aria efectiv a pistonului (Aef ) este egal cu aria cil ndrului delucru al amortizorului pentru cursa de comprimare i anume :

Aef= Acil = 87.10174

dt

ddp [mm2]

Aria efectiv de destindere este :Aefd = AcilAt = 637,73 [mm

2]

Unde At = p* dp * 87.10174

dt

[mm2];

dt = 22 mm, fiind diametrul tijei pistonului .dac se ine seama c debitul prin orificiul de trecere este creat prin micarea pistonului

, se poate scrie :Qc = Aefe * Vap = 305340 [ mmc/s]Qd = Aede * Vap = 305340 [ mmc/s]

Seciunea necesar orificiilor de trecere a lichidului se calculeaz cu ajutorul formulei ;

A =Ca

A ef

2

3

2 [mm]

Se obine pentru amortizorul fa :-pentru comprimare : Ac= 32,67 mm

2;-pentru destindere : Ad= 7,71 mm

2;


22/23


Verificare dimensionrii termice a amortizorului se face cu ajutorul bilanului dintrelucrul mecanic transformat n cldur de amortizor n unitate de tipm i cantitatea de cldurtransmis mediului :

er TTAL

max

427

unde :L =

1632420

2

tVFF madac Nm;

Iar:L- lucrul mecanic transformat n cldur n timpul t = 3600 s;vm - 0,3 m/sviteza critic ;Af= 75287,7 mm

2suprafaa efectiv de rcirea amortizorului , dat de relaia :A = 15.0 DD

Unde D= 56 mmdiametrul exterior al amortizorului ;l = lungimea amortizorului ,

= ( 500-700 ) [N/ cm2 h0 C ]coeficient de schimb de cldur ,pentru care adoptvaloarea :

= 600 [N/ cm2 h0 C ]Tmaxtemperatura maxim a suprafeei amortizorului ;Tetemperatura mediului ambiant ;Tmax -Te = 35,53

0 C 150 0 C.


23/23


B I B L I O G R A F I E

1. Gh. Fraili altii, Automobile.Cunoastere, ntretinere i exploatare. Edituradidactica i pedagogic, Bucuresti 2001, pag.455.

2. Bibliografie electronica :www.wikipedia.org
http://www.wikipedia.org/http://www.wikipedia.org/http://www.wikipedia.org/http://www.wikipedia.org/

Documents

Mecanismul de Suspensie TRICA DANIEL