Proiect de an La TPA1

8/14/2019 Proiect de an La TPA1

1/58

Universitatea Tehnic a Moldovei

Catedra Transportul Auto

ndrumar metodic pentru efectuareaproiectului de an la disciplina Automobile

Partea I. Calculul de traciune i indicii tehnici de exploatare aautomobilului proiectat

ChiinuU.T.M.


2/58

2007

2


3/58

ndrumarul metodic pentru efectuarea proiectului de an ladisciplina Automobile este destinat studenilor specialitiiTransportul Auto a Universitii Tehnice a Moldovei.

Elaborare: conf. univ., dr. Vladimir POROSEATCOVSCHIconf. univ., dr. Tudor RUSU

Igor ROTARU

Redactor responsabil: conf. univ., dr. ing. Vladimir ENE

Recenzeni: conf. univ., dr. Iurie GUBERconf. univ., dr. Dumitru NOVOROJDIN

n prima parte a ndrumarului metodic sunt prezentatemetode de selectare i justificare a datelor iniiale pentruproiectarea unui automobil, efectuarea calculului de traciune ideterminarea indicilor tehnici de exploatare a automobiluluiproiectat, sunt date variantele sarcinilor individuale la proiectul de

an i anexele.

Universitatea Tehnic a Moldovei, 2007

3


4/58

INTRODUCERE

Scopul proiectrii consolidarea cunotinelor obinute ladisciplina Automobile, nsuirea deprinderilor pentru efectuarea

calculului de traciune a automobilului, aplicarea cunotinelor naprecierea performanelor constructive ale elementelor funcionalea automobilului i efectuarea calculelor necesare pentru apreciereaparametrilor de baz a acestora.

Fiecare student ndeplinete proiectul de an conform sarciniiindividuale, pe care o alege din anexa 1. Numrul sarciniicorespunde ultimilor dou cifre ale carnetului de note. n anexa 1sunt prezentate datele iniiale, tipul automobilului proiectat.Individual, conform anexei 2, conductorul proiectuluirepartizeaz fiecrui student agregatul sau nodul automobiluluipentru proiectare.

Proiectul de an const din memoriul explicativ i parteagrafic.

Memoriul explicativ conine obligatoriu toate capitolele prevzute de prezentul ndrumar metodic. Volumul memoriului

explicativ constituie 25...35 coli formatul A4. Se admite camemoriul explicativ s fie ndeplinit la calculator. Graficele ischemele cinematice se recomand de a fi efectuate pe hrtiemilimetric sau utiliznd grafica pe calculator.

Partea grafic desenele de ansamblu ale agregatelor,nodurilor indicate n sarcina de proiectare se ndeplinesc n creionsimplu pe coli formatul A1. Desenele trebuie s corespundcerinelor ESKD. Se admite efectuarea prii grafice cu utilizarea

calculatorului respectnd cerinele ESKD.Exemplu de foaie de titlu al memoriului explicativ este

prezentat n anexa 3.n componena memoriului explicativ intr urmtoarele

capitole:Introducere1. Selectarea i justificarea datelor iniiale2. Elaborarea schemei de compunere a automobilului3. Calculul de traciune a automobilului

4


5/58

3.1. Determinarea puterii efective i trasarea caracteristiciiexterioare de turaii a motorului

3.2. Determinarea numrului de trepte i rapoartele detransmitere ale transmisiei

4. Caracteristica tehnic de exploatare a automobilului4.1. Calitile dinamice i de traciune ale automobilului4.2. Paaportul dinamic al automobilului4.3. Calitile automobilului la frnare4.4. Stabilitatea automobilului4.5. Maniabilitatea automobilului4.6. Mersul lin4.7. Capacitatea de trecere a automobilului

4.8. Economicitatea de combustibil a automobilului5. Proiectarea agregatelor i sistemelor de baz aautomobilului (conform sarcinii individuale).

5.1. Alegerea i argumentarea construciei agregatului(nodului) ales pentru elaborare.

5.2. Elaborarea schemei de calcul, alegerea materialelorconstructive i de exploatare.

5.3. Analiza literaturii i a brevetelor pe baza agregatului

elaborat (nodului).5.4. Calculul la durabilitate a pieselor de baz a agregatului(nodului) proiectat.

Concluzii generale pe baza proiectului elaborat.Bibliografia.

Partea grafic a proiectului de an const din patru coli graficecare cuprind:

1. Graficele calculului de traciune a automobilului(caracteristica exterioar de turaii a motorului, caracteristica detraciune, caracteristica de putere, caracteristica dinamic saupaaportul dinamic al automobilului, graficul acceleraiilor, graficulduratei i distanei de accelerare a automobilului) 1 coal f. A1.

2. Schema de compunere a automobilului n dou proiecii 1 coal f. A1.

3. Desenul de ansamblu al agregatului (nodului) 1 coal f. A1.

5


6/58

4. Desenul de ansamblu al unui agregat (nod) executat nbaza cercetrilor de brevet i a literaturii i desenele de execuieale 2 3 piese de baz 1 coal f. A1.

Se admite micorarea numrului de coli ale prii grafice n

dependen de complicitatea acestora, planului de studiu ihotrrea seminarului metodic al catedrei de profil.Numrul minim de coli ale prii grafice 3 coli f. A1.

1. SELECTAREA I JUSTIFICAREA DATELORINIIALE

1.1. Determinarea masei totale a automobilului

Reieind din destinaia automobilului, la necesitate seconcretizeaz datele iniiale pentru proiectare, se descriu condiiilede exploatare i se descriu cerinele generale la care trebuie scorespund construcia automobilului proiectat i schema lui decompunere.

naintea elaborrii schemei de compunere a automobilului

este necesar de a determina masa automobilului proiectat inumrul de axe.

Masa propriu-zis a camioanelor se determin cu relaia:

t0 mqm = (1.1)unde tm - tonajul automobilului (inclusiv greutatea pasagerilor ioferului), kg

q - coeficientul de folosire a masei propriu-zise, valorilecoeficientului de folosire a greutii propriu-zise pentruautomobilele cu formula roilor 42 i 64 pot fi determinate cuajutorul fig. 1.1.

6


7/58

Fig. 1.1. Dependena coeficientului q de tonajul automobilului

Valorile coeficientului q pentru automobilele totteren sunt

date n tabelul 1.1. Tabelul 1.1Valorile coeficientului q pentru automobilele totteren

Formula roilor 4x4 6x6 8x8

Coeficientul q 1,6...1,7 1,41,5 1,31,4

Masa propriu-zis a autoturismelor se determin ndependen de cilindreea motorului, iar a autobuzelor ndependen de destinaie i lungime, la alegerea datelor estenecesar de orientat dup prototipurile existente.

Masa total a automobilului proiectat se determin cu relaia:past0a mmmm ++= , (1.2)

unde tm - tonajul sau capacitatea de ncrcare a automobilului, kgn75mpas = - greutatea pasagerilor mpreun cu oferul (n

numrul de pasageri inclusiv oferul).Tonajul pentru autoturisme poate fi luat din considerentele

,kg7050m t = iar pentru autobuzele interurbane i suburbanen10m t = (n acest tip de autobuze fiecare pasager are dreptul de a

transporta 10 kg de bagaj). La proiectarea autobuzului urbantonajul nu se ia n consideraie.

1.2. Determinarea numrului de axe a automobilului

7


8/58

Numrul de axe a automobilului proiectat se alege ndependen de construciile deja existente i reieind din sarcinaadmisibil pe ax, determinat de calitatea drumului.

Tabelul 1.2Sarcina admisibil pe ax pentru automobile, autotractoare iautobuze, kN

Tipul axeiGrupa de automobile

BSingularSingular de direcie (orientativ)Singular a autobasculantei cu dou axeSingular a autobuzuluiAxe duble cu distana ntre ele, m:

1,00...1,241,25...1,391,40...2,50peste 2,50

10060--

708090100

60456570

45505560

La alegerea numrului de axe se ine cont de faptul c pe

drumurile Republicii Moldova pot fi exploatate numai automobilede grupa B, de aceea automobilul proiectat trebuie s aparinacestei grupe. Se recomand ca numrul de puni motoare s fieminim posibile, ceea ce duce la simplificarea transmisiei imajorarea randamentului transmisiei.

Autobuzele i autoturismele ca regul se proiecteaz cu douaxe.

Schema de compunere a autocamionului (fig. 1.2, 1.3) seelaboreaz dup alegerea i argumentarea amplasrii reciproce acabinei i motorului. Totodat se ia n consideraie c automobilelecu formula roilor 44, 66 i 88 ca regul au toate roilesingulare.

8


9/58

Fig. 1.2. Schemele de compunere ale automobilelor cu dou axe:a) cu cabina amplasat dup motor; b) cu cabina amplasat

deasupra motorului.

Fig. 1.3. Schemele de compunere ale automobilelor cu trei axe:a cu cabina amplasat dup motor; b cu cabina amplasat

deasupra motorului.

1.3. Determinarea sarcinii pe axele automobilului

Sarcina pe ax se determin din condiia:- pentru autocamioanele cu dou axe cu cabina dup motor(fig. 1.2, a) i autobuzele fabricate pe baza lor:

G2 =(0,700,75) G, N (1.3)

9


10/58

- pentru autocamioanele cu dou axe cu cabina deasupra motorului(fig. 2, b) i autobuzele fabricate pe baza lor:

G2 =(0,650,70) G, N (1.4)- pentru autocamioanele cu dou axe, cu cabina de asupra

motorului i cu roile singulare pe puntea din spate:G2 =(0,550,60) G, N (1.5)- pentru autocamioanele cu trei axe, cu roile duble pe punile dinspate (fig. 1.3):

G2 + G3 = (0,750,78) G, N (1.6)- pentru autocamioanele cu trei axe, cu roile singulare pe puniledin spate:

G2 + G3 = (0,680,74) G, N (1.7)- pentru autoturisme cu puntea din spate motoare i autobuzele pebaza lor:

G2 =(0,500,56) G, N (1.8)- pentru autoturisme cu puntea din fa motoare i autobuzele pebaza lor:

G1 = (0,510,56) G, N (1.9)unde G1 sarcina pe puntea din fa a automobilului, N;

G2 sarcina pe puntea din spate a automobilului cu dou axe,sau a automobilului cu trei axe la care axele din spate sunt unite ncrucior, sau sarcina pe puntea din mijloc a automobilului cu treipuni, la care fiecare punte are suspensia sa, N;

G3 sarcina pe puntea din spate a automobilului cu trei axela care fiecare punte are suspensia sa, N.

Greutatea total a automobilului se determin cu relaia:gmG aa = , N (1.10)

unde ma masa automobilului, kg;g acceleraia cderii libere, g = 9,81 m/s2.La determinarea sarcinii pe axe este necesar de a lua n

consideraie limitele impuse de legislaia n vigoare n dependende categoria drumurilor. Dac sarcina pe ax depete limitaadmisibil atunci este necesar de a monta nc o punte adugtoarede spijin (cu acionare periodic sa permanent), sau de a limita

capacitatea de ncrcare a automobilului proiectat.

10


11/58

1.4. Determinarea coordonatelor centrului de greutate

La alegerea bazei automobilului L se orienteaz dupconstruciile automobilelor prototip existente.

Coordonatele centrului de greutate se determin cu relaia:- pentru automobilele cu dou axe:a2 GL/Ga = , m

(1.11)- pentru automobilele cu trei axe:

a32 Gl)]/(LGL[Ga ++= , m (1.12)unde l distana dintre axele din spate, m

Distana de la centrul de greutate pn la puntea din spate sedetermin cu relaia:aLb = , m (1.13)

nlimea centrului de greutate se determin din condiia:- pentru autoturisme:

m0,8),(0,7h g = (1.14)- pentru autocamioane:

m1,1),(0,9h g = (1.15)

n memoriul explicativ, pe o coal formatul A4, se deseneazla scar schema automobilului, unde se marcheaz centrul degreutate cu coordonatele respective i se indic toate forele ireaciile care acioneaz asupra automobilului la micarea pe drumorizontal.

1.5 Alegerea pneurilor i determinarea razei de rulare a roii

Pneurile automobilului se aleg reieind din sarcina carerevine pe roile celei mai solicitate puni i sarcina admisibil a pneului, care este indicat n caracteristica tehnic a tuturorpneurilor de diferite tipuri i dimensiuni. Constructiv pneurile sempart n dou grupe: diagonale i radiale. Pneurile diagonale semarcheaz cu dou cifre corespunztor B d (B limeaprofilului pneului, d diametrul jantei roii). Pneurile radiale se

marcheaz cu trei cifre i litera R. n acest caz prima cifr indiclimea profilului pneului (B), a doua cifr raportul dintre

11


12/58

nlimea profilului pneului la lime n % (H), litera R indic cpneul este radial, a treia cifr diametrul jantei roii (d). Valoareadimensiunilor B i d pot fi date ct n mm att i n oli.

Raza de rulare a roii poate fi determinat cu relaia:

B00085,0d0127,0rm += , m (1.16)unde d diametrul jantei roii, oli;

B limea profilului pneului, mm

1.6. Randamentul mecanic al transmisiei

Randamentul mecanic al transmisiei depinde de numrul iproprietile perechilor cinematice care transmit micarea de laarborele cotit a motorului la roile motoare. Valoarearandamentului mecanic se alege dup tabelul 1.3.

Tabelul 1.3Valorile randamentului mecanic pentru diferite tipuri de

automobile

Tipul automobiluluiFormularoilor

Randamentultransmisiei (t)

Autocamioanele i autobuzele cutransmisia principal simplAutocamioanele i autobuzele cutransmisia principal dubl

Autoturismele, microbuzele

42

4244646642

0,90...0,92

0,86...0,880,82...0,840,82...0,840,78...0,800,92...0,94

1.7. Factorul aerodinamic al automobilului kF

Factorul aerodinamic caracterizeaz rezistena aerodinamicspecific a automobilului. Cu ct factorul aerodinamic este mai miccu att sunt mai mici pierderile de putere la nvingerea rezisteneiaerului. Factorul aerodinamic al automobilului proiectat se alege

din bibliografie. Factorul aerodinamic poate fi ales orientativ duptabelul 1.4.

12


13/58

Tabelul 1.4Valorile factorului aerodinamic n dependen

de tipul automobiluluiTipul automobilului kF, Ns2/m2

Autoturismele de clasa:micromicmediemare

Autocamioanele cu capacitatea de ncrcare, t:pn la 1,01,12,52,64,0

peste 4,0Autobuzele de clasa medie i mare

0,500, 600,600,700,750,780,850,95

1,21,51,62,02,12,8

2,93,52,93,6Pentru automobilul proiectat se recomand de a micora factorul

aerodinamic cu 810% comparativ cu prototipul i de a argumentamsurile propuse care vor asigura micorarea factorului aerodinamic.

2. ELABORAREA SCHEMEI DE COMPUNERE AAUTOMOBILULUI

Exemple de scheme de compunere sunt prezentate nfig. 2.1, 2.2, 2.3.

Fig. 2.1. Schema de compunere a unui autoturism

13


14/58

Fig. 2.2. Schema de compunere a unui autotractor

Fig. 2.3. Schema de compunere a unui autocamion singular

Schema de compunere a automobilului reprezint amplasareareciproc a elementelor de baz a automobilului motorul,

14


15/58

transmisia, locul de lucru a conductorului auto, salonulautomobilului i spaiul pentru ncrctur.

Amplasarea motorului depinde de schema i tipul transmisieialese i locul amplasrii motorului. Motorul poate fi amplasat n

partea din fa sau n partea din spate a automobilului. Laamplasarea din fa, motorul poate fi aezat att longitudinal ct itransversal. Aezarea longitudinal a motorului se alege laamplasarea clasic (motorul n fa puntea din spate motoare).Amplasarea transversal a motorului se alege la automobilele cupuntea motoare din fa, n acest caz compartimentul motor semrete.

La aezarea motorului longitudinal n fa, este necesar de a

determina dimensiunile de gabarit a motorului i compartimentuluimotor. Este important ca dimensiunile de gabarit ale motorului spermit amplasarea lui n compartimentul motor fr modificareaformei exterioare i caroseriei automobilului i nrutireacalitilor dinamice ale acestuia. Trebuie de prevzut ca distana dela partea din spate a blocului motor pn la peretele despritoralcompartimentului motor s permit demontarea chiulasei frdemontarea motorului de pe automobil, ca tunelul arboreluicardanic s nu fie prea nalt, ca axa arborelui cotit a motorului sfie nclinat cu 570. Poziia motorului pe desen se red prinpunctul de intersecie a axei arborelui cotit cu planul prii frontalea blocului motor i unghiul de nclinare al arborelui cotit.

La amplasarea transversal a motorului este necesar de aprevedea posibilitatea de montare a acestuia n compartimentulmotor dup dimensiunile de gabarit i aezarea radiatorului iventilatorului sub capot n zona fluxului de aer maxim.

Transmisia automobilului se alege n dependen de schemade compunere a automobilului i formula roilor. Se atrage ateniela amplasarea transmisiei cardanice, care trebuie s asigure ununghi variabil minim ntre arborii transmisiei cardanice. Lungimeai construcia transmisiei cardanice se determin prin capacitateaconstruciei alese de a asigura turaiile critice fr distrugereatransmisiei, agregatele transmisiei sunt amplasate n aa mod, calungimea transmisiei cardanice s fie minim i s asigure legturarigid dintre ambreiaj i cutia de vitez.

15


16/58

Ergonomicitatea locului de munc a oferului i salonuluiautomobilului.

Locul de munc a oferului trebuie s asigure o vizibilitatebun a condiiilor rutiere, aparatajului de control, comoditate n

folosirea organelor de conducere a automobilului i un lucruefectiv a oferului pe parcursul ntregii zile de lucru frsupraoboseal.

Poziionarea scaunului conductorului auto pentruautocamioane i autoturisme se determin cu dimensiunile din fig.2.4 i tabelul 2.1.

Fig. 2.4. Poziia scaunului oferului

Tabelul 2.1Dimensiunile poziionrii scaunului conductorului auto

Tipulautomobilului

nlimeascaunului

A, mm

Distana dela volanpn la

scaun, mm

nclinareascaunului, grade

nclinareaspetezei

scaunului

, gradeAutoturism declasa:

micmediemare

Autocamion

300340340380 420

350450

180200180200180200

> 180

8887

104104104

97 2

16


17/58

Dimensiunile cabinei (caroseriei) trebuie s asigurecomoditatea conductorului auto s-i ndeplineasc funciile.Limea interioar a cabinei autocamionului trebuie s fie minim750 mm cu un loc i 1250 mm cu dou locuri. nlimea interioar

a cabinei autocamionului modern trebuie s asigure posibilitateaoferului de o nlime medie (1715 mm) de a sta n picioare, curespectarea distanei de 100...135 mm dintre cap i cptuealainterioar a cabinei. Grosimea acoperiului constituie 20...40 mm.

La amplasarea pasagerilor pe scaunele din spate, trebuie deasigurat distana dintre picioarele pasagerului i linia de contur alscaunului din fa.

Eforturile maxime (N), depuse la organele de dirijare aautomobilului constituie:

- volan 60- pedala de frn 700- pedala ambreiajului 150- maneta frnei de mn 400- maneta cutiei de viteze 60

Pentru automobilele echipate cu amplificatoare de frn i de

direcie, trebuie de a avea posibilitatea de a dirija cu automobiluln cazul refuzului acestora.Dimensiunile salonului pentru pasageri se determin din

condiiile aezrii comode a pasagerilor, conform cerinelorantropologice, asigurrii unei microclime satisfctoare icondiiilor de confort minime la deplasri la distane mari.

Dimensiunile platformei se aleg n dependen de clasancrcturii, pentru care se proiecteaz automobilul, necesitatea de

amplasare a volumului mrfii (greutii), capacitatea de ncrcaren limitele dimensiunilor de gabarit a platformei i dimensiunile degabarit limitate.

17


18/58

3. CALCULUL DE TRACIUNE A AUTOMOBILULUIPROIECTAT

3.1. Determinarea puterii efective i trasarea caracteristicii

exterioare de turaii a motorului

Pentru determinarea puterii efective necesare a motoruluifolosim ecuaia bilanului de putere a automobilului. Reieind dindatele iniiale ale proiectului de an i anume viteza maxim icapacitatea de ncrcare a automobilului. Reieind din faptul c ndatele iniiale sunt date numai viteza maxim a automobilului icapacitatea de ncrcare, atunci determinarea puterii maxime,pentru asigurarea acestor condiii a automobilului proiectat, poatefi din condiia asigurrii vitezei maxime la capacitatea de ncrcarenominal.

Puterea efectiv a motorului poate fi determinat cu relaia:

( )3maxmaxvatr

ev VkFVfG1000

1P +

= (3.1)

unde evP - puterea motorului corespunztoare vitezei maximale a

automobilului, kW;v

f - coeficientul de rezisten la rulare la micarea cu vitezmaxim;

maxV - viteza maxim (de proiectare) a automobilului, m/s.Dac maxV este mai mic de 20...22 m/s, valoare

coeficientului 035,0025,0fv = pentru a nvinge suprasarcinilede scurt durat la micarea automobilului pe treapta direct.

La viteze maxime mai mari de cele menionat coeficientulde rezisten la rulare se determin cu relaia:

)20000/V131(ff2

a0v += (3.2)

unde 0f - coeficientul de rezisten la rulare la micarea cu vitezmaxim mai mic de 20...22 m/s;

aV - viteza automobilului, m/s.Puterea determinat cu relaia (3.1), corespunde vitezei

unghiulare a motorului v, la care automobilul se va mica cu

18


19/58

viteza maxim. La motoarele diesel (MAC) viteza unghiulararborelui cotit a motorului se limiteaz de limitator, n acest caz P= v = reg (reg - viteza unghiular de rotaie a arborelui cotit lareacionarea limitatorului; P - viteza unghiular de rotaie a

arborului cotit la puterea maxim), atunci:regvmax PPP == , kW (3.3)

unde Pmax puterea maxim a motorului, kW:- pentru MAC a autocamioanelor P = v = 220260 s-1.- pentru MAS a autoturismelor i microbuzelor Pmax = 1,1 Pv;

P = 440550 s-1.v = (1,151,20) P (3.4)

Puterea maxim Pmax i viteza unghiular a arborelui cotitcare corespunde puterii maxime Ppentru MAS a autocamioanelorse limiteaz pentru a mri durabilitatea motorului. Pentru astfel demotoare:

maxvlim PPP == ;(3.5)

maxvlim == ;(3.6)

unde Plimputerea maxim a motorului cu limitatorul de turaie aarborelui cotit, kW;

lim viteza unghiular a arborelui cotit a motorului carecorespunde Plim, s-1,pentru proiectare lim = 310...330 s-1.

Tipul motorului se alege reieind din puterea maxim,destinaia automobilului, condiiile de exploatare impuse desarcina proiectului de an.

Prioritate se d motoarelor Diesel cunoscute ca cele maieconome.Caracteristica de turaie a motorului la sarcina total

reprezint variaia puterii efective Pe, a momentului motor efectivMe i a consumului specific de combustibil ge n funcie de variaiavitezei unghiulare arborelui cotit a motorului la deschiderea totala clapetei de acceleraie sau la acionarea total a cremaliereipompei de injecie.

Aceti parametri pot fi calculai cu ajutorul relaiilor:

19


20/58

+=

3

p

e

2

p

e

p

emaxe cbaPP , kW (3.7)

e

e

e

P1000M

=

, Nm (3.8)

+

=2

p

e1

p

e11pe cbagg , g/kWh (3.9)

unde valorile curente ale vitezei unghiulare ale arborelui cotit,s-1;

, , c, 1, 1, 1 coeficienii experimentali, se aleg dintabelul 3.1;gP consumul specific de combustibil la puterea maxim,

g/kWh, pentru MAS ge=330360 g/kWh, pentru MAC ge=220240 g/kWh

Pentru MAS a autocamioanelor se aleg 6...7 valori ale nlimitele de la viteza unghiular minim min pn la vitezaunghiular maxim a arborelui cotit max = P.

Pentru MAS a autoturismelor i autobuzelor se aleg 7...8valori ale de la min = 80 s-1pn la max = (1,151,20) P.Valorile alese trebuie s conin si P.

Tabelul 3.1Valorile coeficienilor , , c, 1, 1, 1

pentru diferite tipuri de motoareTipul

motorului

Coeficienii

a b c a1 b1 c1

MAS 1,0 1,0 1,0 1,20 1,0 0,8

MAC 0,87 1,13 1,0 1,55 1,55 1,0

Rezultatele calculului sunt prezentate n tabelul 3.2.

Tabelul 3.2

20


21/58

Parametri caracteristicii de turaii, s-1 min max/

Pe, kW

, N mge,

g/kW h

Datele iniiale pentru calculul caracteristicii de turaie amotorului cu ardere intern (MAI) la calculator sunt date n anexa 4.

Caracteristica de turaie se traseaz pe o coal formatul A4 i

se anexeaz n memoriul explicativ. Exemplele de caracteristici deturaie a MAI sunt date n fig. 3.1.

a) b) c)

Fig. 3.1. Caracteristicile de turaie a MAI:a) MAS a autoturismului i autobuzelor;

b) MAS a autocamioanelor; c) MAC, = 812 s- 1

diapazonul de sensibilitateredus a reglatorului (limitatorului).

21


22/58

3.2. Determinarea numrului de trepte i rapoartele detransmitere ale transmisiei

Raportul de transmitere minim umin este determinat din

condiia obinerii vitezei maxime de naintare a automobiluluiVmax, m/s.

max

maxmmin

V

ru

= (3.10)

unde max - viteza unghiular maxim a arborelui cotit, s-1;rm raza de rulare a roii, m.

0minrdmincmin uuuu = (3.11)

unde ucmin raportul de transmitere minimal al cutiei de viteze;urdmin raportul de transmitere minimal al reductoruluidistribuitor sau al divizorului;

u0 raportul de transmitere al transmisiei principale.Pentru autocamioanele cu MAS ultima treapt se alege

direct, 0,1umin = , pentru autocamioane cu MAC0,166,0umin = , dac pe automobil se monteaz o cutie de vitez

cu divizor sau demultiplicator, atunci 82,071,0umin = . Cutiilede viteze ale autoturismelor cu puntea din spate motoare, caregul, au raportul de transmitere al ultimii trepte a cutiei de vitezeegal cu 1,0. Autoturismele cu puntea din fa motoare au raportulultimii trepte a cutiei de viteze 95,073,0umin = . Pentruautobuzele urbane i suburbane ,0,1umin = cele interurbane

78,072,0umin = .

Raportul minim la reductoarelor distribuitoare aautocamioanelor moderne tot teren este n intervalul30,1917,0u minrd = .

Dup alegerea mincu i minrdu se determin raportul de

transmitere a transmisiei principale 0u .

minrdminc

min0

uu

uu

= (3.12)

22


23/58


24/58

Pentru automobilele tot-teren GGad = .Dac condiia (3.14) se respect atunci umax calculat se

folosete pentru calculele posterioare, dac nu, atunci secorecteaz valoarea lui max pn la ndeplinirea condiiei (3.14).

Raportul de transmitere maximal al transmisiei umax poate fideterminat cu relaia:

0maxrd1cmax uuuu = (3.17)unde uc1 raportul de transmitere al primei trepte a cutiei deviteze;

urdmax raportul de transmitere maximal al reductoruluidistribuitor (pentru automobilele tot-teren urdmax = 1,31 2,28).

Dac reductorul distribuitor lipsete urdmax = 1,0;u0 raportul de transmitere al transmisiei principale.Folosind relaia de mai sus poate fi determinat raportul de

transmitere a primei trepte a cutiei de viteze:

maxrd0

max1c

uu

uu

= (3.18)

Numrul de trepte a cutiei de viteze se determin reieind din

faptul c raportul de transmitere al treptelor cutiei de viteze sedistribuie dup legea progresiei geometrice

qlg

ulgulgn 1cminc

= (3.19)

unde q raia progresiei geometrice ( maxM /q = ; M vitezaunghiular a arborelui cotit a motorului la momentul motor maximMmax).

Dac ultima treapt a cutiei de vitez este direct, atuncirapoartele de transmitere intermediare a cutiei de viteze pot fideterminate cu relaia:

1n jn

1ccj uu = (3.20)

unde j numrul treptei intermediare;n numrul total de trepte de mers nainte a cutiei de viteze.Dac ultima treapt a cutiei de vitez este accelerat, iar

penultima direct, atunci rapoartele de transmitere intermediare a

cutiei de viteze pot fi determinate cu relaia:

24


25/58

2n 1jn

1ccj uu = (3.21)

Calculul rapoartelor de transmitere a transmisiei poate fiefectuat cu ajutorul calculatorului. Datele iniiale pentrudeterminarea rapoartelor de transmitere a transmisiei cu ajutorulcalculatorului sunt prezentate n anexa 5.

Rapoartele de transmitere a cutiei de viteze calculate duplegea distribuirii geometrice asigur o intensitate maxim aaccelerrii, dar puterea realizat pentru fiecare treapt este aceiaii nu depete 75% de la puterea nominal a motorului. Astfel decutie de vitez duc la un consum de combustibil sporit. Pentru amicora consumul de combustibil, la treptele mai des utilizate, este

necesar de a efectua corectarea rapoartelor de transmitere aletreptelor intermediare ale cutiei de viteze,Pentru corectarea rapoartelor de transmitere poate fi folosit

metoda grafoanalitic. La baza acestei metode st dependenagrafic a folosirii puterii motorului (n %) de rezisten sumarspecific la micarea automobilului pe diferite trepte ale cutiei deviteze. Aceast dependen reiese din relaia:

c

c

e uKP

= (3.22)unde K coeficientul constant, care poate fi determinat cu relaiade mai jos;

c rezistena sumar specific la micarea automobiluluipe drum cu coeficientul de rezisten al drumului indicat.

tr0mea u1000/)rG(K = (3.23)Pe grafic (fig. 3.2) se traseaz iniial liniile Pe = f (c) pentru

prima uc1 i ultima treapt ucn, a cutiei de viteze, calculnd n prealabil valorile rezistenelor sumare specifice pentru acestetrepte la folosirea a 100% din puterea motorului:

( )

ma

1c0trP1c

rG

uuM

= ; (3.24)

( )

ma

cn0trP

cnrG

uuM

= (3.25)

25


26/58

unde Mp momentul motor corespunztor puterii maxime amotorului, Nm.

Fig. 3.2. Diagrama folosirii puterii motorului pe fiecare treapt(% folosirii puterii pe trepte pentru cutia de viteze cu 5 trepte: Itr 30%, IItr

80%, IIItr 90%, IVtr 75% (direct), Vtr 85%)

Dac ultima treapt a cutiei de viteze este accelerat, atuncieste necesar de a determina valoarea cn pentru treapta direct:

( )ma

0trPcn

rG

uM

= (3.26)

Poziia dreptelor de folosire a puterii Pe ,%, pentru trepteleintermediare sunt determinate de necesitatea asigurrii eficieneimaxime la folosirea acelor trepte, la care durata de funcionare estemult mai ndelungat (vezi tab. 3.3). Puterea minim realizatpentru treapta nti se recomand de a o alege n limitele 30

50%, iar la penultima treapt - 7080 %. Se ine cont de faptul cpe treapta direct folosirea puterii este de 75%.Valorile numerice ale n, la folosirea a 100% din putere, se

determin din grafic (fig. 3.2)

26


27/58

Tabelul 3.3Timpul de funcionare a diferitor tipuri de automobile

pe treptele cutiei de viteze

Tipul automobiluluii condiiile rutiere

Timpul de funcionare a automobilului petrepte n % din timpul total

I II III IV V DupinerieAutoturisme:

n oradup orape drumuri bune

0,51,00,5

3,58,02,5

267312

40-

45

--

25

301815

Autocamioane:

n oradup orape drumuri rele

1,0

1,05,0

8,0

4,015,0

25,0

20,030,0

37,

040,0

30,0

15,0

25,020,5

14,0

10,0-

Autocamioanele tot-teren pe drumuri rele 5,0 25,0 45,0

25,0 - -

Dup determinarea rezistenelor sumare specifice pentru

fiecare treapt a cutiei de viteze cu % stabilit de folosire a puteriimotorului, se calcul rapoartele de transmitere corectate a treptelorintermediare cu relaiile:

( );/uu1c2c1c2c

= ( );.../uu 1c3c1c3c = (3.27)Rapoartele de transmitere obinute prin corectare se

analizeaz i se compar cu acelea obinute dup relaiile (3.20) i(3.21)

4. CALITILE TEHNICE DE EXPLOATARE ALEAUTOMOBILULUI

4.1. Calitile dinamice i de traciune ale automobilului

Calitile dinamice i de traciune a automobilului seapreciaz dup caracteristica dinamic, caracteristica de traciune,graficul acceleraiilor i caracteristicii de demaraj a automobilului.

Factorul dinamic al automobilului se determin cu relaia:

27


28/58

a

wm

G

FFD

= (4.1)

unde Fm fora de traciune, N;Fw fora de rezisten a aerului, N.Fora de traciune la roile motoare se determin cu relaia:

m

tr0rdcem

r

uuuMF

= (4.2)

unde Me momentul motor efectiv, Nm.Fora de rezisten a aerului se determin cu relaia

2

aw VkFF = (4.3)

unde kF factorul aerodinamic (k coeficientul aerodinamicNs2/m4, F - suprafaa seciunii transversale a automobilului,perpendicular pe direcia de deplasare, m2);

Va viteza automobilului, m/s.Viteza de deplasare a automobilului se determin cu relaia:

( )

0rdc

mea

uuu

rV

= (4.4)

Acceleraia automobilului se determin cu relaia :)u04,004,1(

81,9)fD(

dt

dVj

c

v +== (4.5)

Valorile lui D, Fm, j i V se calculeaz pentru fiecare treapti fiecare valoare a vitezei unghiulare a arborelui cotit a motoruluidate n tabelul 3.2 i se nscriu n tabelul 4.1. Datele iniiale pentrucalculul la calculator sunt date n anexa 6.

Tabelul 4.1

Rezultatele calculului vitezei automobilului, factorului dinamic,forei de traciune i a acceleraiei automobilului

TreaptaParametrii Valorile numerice

, s-1

Primatreapt

V, m/sD

j, m/s2

Fm, kN

28


29/58

Treaptaa doua,etc.

Fig. 4.1. Caracteristica de traciune, dinamic i graficulaccelerailor automobilului

Datele iniiale pentru interpretarea grafic a caracteristicii dedemarare a automobilului pot fi obinute, prin metoda grafo-analitic din graful acceleraiilor automobilului. Pentru aceastafiecare curb a graficului acceleraiilor se mparte n cinci-aseintervale pe poriunea cruia curba se nlocuiete cu linie dreapt.Hotarele intervalelor de vitez i acceleraie se marcheazrespectiv V1, j1; V2, j2;Vn, jn. Timpul i i distana de demarareipentru fiecare interval se determin cu relaiile:

i = 2 (Vi+1Vi)/(ji+1+ji) (4.6)i = (Vi+Vi+1)i/2 (4.7)

Datele obinute se nscriu n tabelul 4.2.Tabelul 4.2

Rezultatele calculului caracteristicii de vitez a automobilului

Indicii Intervalele de vitez1 2 3 n.

Viteza la finele intervalului Vi+1, m/sAcceleraia la finele intervalului ji, m/s2

Timpul de demarare pe interval i, sTimpul sumar de demarare , sDistana de demarare pe interval i, mDistana sumar de demarare , m

29


30/58

Folosind tabelul de mai sus se determin distana i timpulsumar de demarare a automobilului pn la vitezele care corespundsfritului fiecrui interval. Totodat se ine cont de:

1 = 1; 2 = 1 + 2; 3 = 2 + 3; n = n-1 + n (4.8)1 = 1; 2 = 1 + 2; 3 = 2 + 3; n = n-1 + n (4.9)

Pe baza datelor obinute se construiete caracteristica dedemarare a automobilului (fig. 4.2)

Fig. 4.2. Caracteristica de demarare a automobiluluipentru = 0,02

4.2. Paaportul dinamic al automobilului

Pentru aprecierea capacitilor de traciune a automobilului

trebuie de apreciat posibilitatea automobilului de a se deplasa ndependen de ncrcarea acestuia, fa de capacitatea nominal dencrcare, i capacitatea de aderen a roilor motoare cu drumul.Aceast posibilitate ne d desennd i utiliznd paaportul dinamical automobilului.

Paaportul dinamic al automobilului reprezint n ansamblucurbele caracteristicii dinamice, nomograma de sarcin i graficulde control la alunecare (fig. 4.3).

30


31/58

Fig. 4.3. Paaportul dinamic al automobilului

Calculul factorului dinamic sa efectuat mai sus, de asemenean fig. 4.1 este prezentat caracteristica dinamic a automobilului.

La trasarea caracteristicii dinamice se consider cautomobilul este ncrcat nominal, iar factorul dinamic cecorespunde acestei capaciti de ncrcare se noteaz prin D100.Factorul dinamic pentru automobilul descrcat se noteaz prin D0,iar pentru automobilul suprancrcat cu 50% din capacitateanominal de ncrcare se noteaz prin D150.

Pentru trasarea nomogramei de sarcin este necesar de adetermina scrile a100, a0 i a150pentru factorul dinamic egal cu 0,1corespunztor pentru sarcina nominal H100, automobilul descrcatH0 i automobilul suprancrcat cu 50% - H150. Scara a100 se alegen dependen de desen. Pentru formatul A3 se recomand scaraa100 = 3040 mm. Scara a0 i a150pot fi determinate n dependende a100 cu relaiile:

,GGa

a

00 = mm (4.10)

,G

Ga

a

150150 = mm (4.11)

unde G0 greutatea propriu zis a automobilului, N;Ga greutatea total a automobilului, N;G150 greutatea automobilului suprancrcat cu 50% de la

capacitatea nominal de ncrcare, N.

31


32/58

t0150 G5,1GG += (4.12)unde Gt capacitatea de ncrcare nominal a automobilului, N.

Depunnd corespunztor valorile a100,a0 i a150pe axele D100,D0 i D150 i unindu-le cu liniile aceleai valori ale a0 -a100 i a100 -

a150primim nomograma de sarcin.Pentru realizarea complect a factorului dinamic este necesar

ca acesta s nu depeasc factorul dinamic prin aderen, adic sse ndeplineasc condiia:

DDmax (4.13)unde D - factorul dinamic prin aderen.

Pentru automobilele tot-teren:

D = (4.14)pentru celelalte automobile:D = K (4.15)

a

)2(1

G

GK = (4.16)

unde coeficientul de folosire a greutii de aderen aautomobilului;

G1(2) greutatea care revine pe puntea motoare corespunztorfa sau spate, N; coeficientul de aderen a roilor automobilului cu

drumul.Pentru rezolvarea grafic a inegalitii se traseaz graficele

de control la alunecare. Scara factorului dinamic dup aderenpentru coeficientul de aderen =0,1 se determin cu relaiile:

- pentru automobilul descrcat:

0

)2(01

00G

Gab = , mm (4.17)

- pentru automobilul ncrcat la 100%:

a

)2(1

100100G

Gab = , mm (4.18)

- pentru automobilul suprancrcat cu 50% de la capacitateanominal de ncrcare:

32


33/58

150

)2(150

150150G

Gab = , mm (4.19)

unde G01(2) greutatea care revine pe puntea motoarecorespunztor fa sau spate pentru automobilul descrcat, N;

G1(2) greutatea care revine pe puntea motoare corespunztorfa sau spate pentru automobilul ncrcat nominal, N;

G150 (2) greutatea care revine pe puntea motoarecorespunztor fa sau spate pentru automobilului suprancrcat cu50% de la greutatea nominal, N.

t02)2(150G5,1GG += (4.20)

Depunnd corespunztor valorile scrilor calculate b0, b100 ib150 pe axele D100, D0 i D150 i unindu-le cu liniile ntrerupte aceleaivalori ale b0 -b100 i b100 - b150primim graficul de control la alunecare.Consecutiv depunnd n sus pe axele D100, D0 i D150 valorile b0, b100 ib150.i unindu-le cu linii ntrerupte obinem graficul de control laalunecare pentru coeficienii de aderen = 0,2; 0,3; 0,7.

4.3. Calitile automobilului la frnareIndicii principali care caracterizeaz calitile dinamice ale

automobilului la frnare sunt decelerarea j i distana de frnare .Decelerarea la frnarea automobilului se determin cu

relaia:( ) gsinfcosj += (4.21)

unde = 0,7 coeficientul de aderen a roilor automobilului cudrumul;

= 0; f = 0,02 coeficientul de rezisten la rulare;g = 9,81 m/s2 acceleraia cderii libere.

Distana de frnare a automobilului se determin cu relaia:

33


34/58

( ) +

=

s infco sg2

VKS

2

ae , m (4.22)

unde Va viteza automobilului, m/s, n calcule se ea: Va = 16,7m/s pentru autocamioane i autobuze, Va = 22,2 m/s pentruautoturisme.

Distana de oprire a automobilului se determin cu relaia:

( )

+++= SKt5,0ttVS edas0 , m (4.23)unde ts = 0,8 s timpul de reacie a oferului;

ta - timpul de acionare a mecanismului de frnare, s (ta = 0,2 s

pentru acionarea hidraulic, ta = 0,6 s - pentru acionareapneumatic);

td = 0,5 s timpul sporirii deceleraiei, s;Ke coeficientul eficacitii sistemului de frnare (Ke = 1,2

pentru autoturisme, Ke = 1,4 pentru autocamioane).Valorile obinute, a parametrilor sistemului de frnare,

trebuie comparate cu cerinele GOST 25478 82 Autocamioanei autoturisme, autobuze, autotrenuri. Cerine de securitate fa destarea tehnic. Metodele de determinare. i Regulamentul nr. 13 aECE-ONU Frnarea, i de a da concluzia corespunderii valorilorj i cerinelor actelor normative.

4.4. Stabilitatea automobilului

Stabilitatea automobilului proiectat se apreciaz dup

vitezele critice la rsturnare i derapare.Viteza critic la rsturnare a automobilului pe un drumorizontal se determin cu relaia:

g

.r.ch2

RBgV

= (4.24)

unde R raza virajului, m;B ecartamentul mediu, =(1+2)/2, 1, 2 ecartamentul

roilor fa i spate, m;

34


35/58

hg nlimea centrului de greutate al automobilului, m.Viteza critic la alunecare a automobilului pe un drum

orizontal se determin cu relaia:RgV .a.c = (4.25)

Pentru determinarea parametrilor stabilitii automobiluluieste necesar de a alege 5...7 valori ale razei de viraj aautomobilului n limitele 20...100 m i de a efectuat calculul Vc.r. iVc.a. la valoarea lui hg dup proiect i coeficientul de aderen = 0,7. Pe baza calculelor efectuate se construiesc graficeledependenei vitezei critice automobilului de raza de viraj.

Fig. 4.4. Dependena vitezelor critice de micare a automobiluluide raza de viraj

(Vc.r. viteza critic la rsturnare; Vc.a. viteza critic la alunecare)

Viteza critic de rsturnare a automobilului n viraj sedetermin cu relaia:

( )

+=tg

2Bh

tgh2BRgVg

gV

.r.c(4.26)

Viteza critic de alunecare a automobilului n viraj sedetermin cu relaia:

tg1

)tg(RgVV .a.c

+=

(4.27)

35


36/58

unde = 40 unghiul de nclinare transversal al drumului.Alegnd 5...7 valori ale razei de viraj a automobilului n

limitele 20...100 m de determinat V.r.cV iV

.a.cV i de construit

graficele dependenei vitezelor critice ale automobilului n viraj de

raza de viraj (fig. 4.4).

4.5. Maniabilitatea automobilului

Maniabilitatea sau capacitatea de viraj a automobilului poatefi indiferent, excesiv sau insuficient. Aceste proprieti pot fiapreciate comparnd capacitatea de viraj a automobilului cu roi

elastice cu capacitatea de viraj a automobilului cu roi rigide. Dacraza de viraj a automobilului cu roi elastice i raza de viraj aautomobilului cu roi rigide este n dependen:

Re > R capacitatea de viraj este insuficient;Re < R capacitatea de viraj este excesiv (4.28)Re = R capacitatea de viraj este indiferent.

Condiia necesar este ca capacitatea de viraj s fie

insuficient sau indiferent.Raza de viraj efectiv a automobilului cu roi elastice se

determin cu relaia:

( )[ ]21e

tgtg

LR

+= (4.29)

unde = 200 unghiul mediu de bracare a roilor de direcie;1, 2 - unghiurile de deviere lateral a roilor axei fa i

spate. Aceste unghiuri la rndul su pot fi determinate cu relaiile:

=

1d

11

K

F,

=

2d

22

K

F(4.30)

unde F 1, F 2 forele transversale care acioneaz asupra roiloraxelor fa i spate, N;

Kd1, Kd2 unghiurile sumare de deviere lateral a axelorfa i spate a automobilului, N/grad;

36


37/58

Kd1 = n1 Kd1, Kd2 = n2 Kd2 (n1 numrul de roi a puniifa, n2 - numrul de roi a punii spate). Pentru roileautoturismelor d=5001000 N/grad; pentru roileautocamioanelor d=8001500 N/grad.

Limitele de alunecare cnd roile se rostogolesc fralunecare pot fi determinate din condiiile:;F4,0F 11 = ;F4,0F 22 =

(4.31)unde F1 = G1 i F2 = G2 forele de aderen ale roilorpunilor fa i spate cu drumul;

Pentru roile rigide raza de viraj poate fi determinat cu

relaia:

=tg

LR (4.32)

Din condiiile (4.28) i n rezultatul calculelor dup relaia(4.29) se fac concluzi privind maniabilitatea automobilului(insuficient, excesiv sau indiferent).

Dac capacitatea de viraj este excesiv, atunci viteza criticse determin din condiia devierii laterale ale roilor (R 0)

=

1d

1

2d

2.v.cr

K

G

K

G

gLV

(4.33)

Lund n consideraie c Vcr trebuie s fie cu 2030% maimare ca viteza maxim a automobilului, se face concluzia privindposibilitatea de exploatare a automobilului proiectat.

La micarea automobilului poate aprea condiia de deraparea automobilului n viraj la ntoarcerea roilor de direcie la unghiul, grade. Viteza critic, de apariie a procesului de derapare aautomobilului n viraj, poate fi determinat cu relaia:

= cosgLftg

fV

22

.d.cr (4.34)

unde unghiul mediu de bracare a roilor de direcie, grade.

37


38/58

Fig. 4.5. Graficul dependenei vitezei critice a automobiluluide unghiul de bracare a roilor de direcie

din condiia capacitii de viraj

Se determin vitezele critice ale capacitii de viraj pentru = 5 - 400 (cu pasul 5), i se construiete graficul dependeneivitezei critice de unghiul de bracare a roilor de direcie (fig. 4.5).

4.6. Mersul lin

Indicii de baz care caracterizeaz mersul lin alautomobilului sunt frecvena oscilaiilor libere a maselor

amortizate i neamortizate, acceleraia i viteza de schimbare aacceleraiei maselor amortizate la oscilarea automobilului.Masele amortizate efectueaz oscilaii de frecven joas cu

frecvena, Hz:

st

jf

g

2

1

= (4.35)

unde fst sgeata static a arcului; fst = 0,150,25 m pentruautoturisme; fst = 0,080,13 m pentru autocamioane iautobuzele urbane; fst = 0,120,18 m pentru autobuzeleinterurbane. Valoarea mai mic se ia pentru suspensia spate, maimare pentru suspensia fa.

Mersul lin se consider satisfctor dac: j = 0,81,3 Hz - pentru autoturisme, j = 1,31,8 Hz - pentru autocamioane iautobuzele urbane, j = 0,701,35 Hz - pentru autobuzeleinterurbane.

Pentru automobilul proiectat se determin valoarea lui j i secompar rezultatul obinut cu valorile de mai sus.

38


39/58

Masele neamortizate a punilor efectueaz oscilaii defrecven nalt, cauzate de rigiditatea pneurilor, cu frecvena, Hz:

p

p

im

C

2

1

= (4.36)

unde p rigiditatea sumar a pneurilor, N/m;mp masa punii, kg.Dac datele ce privesc rigiditatea pneurilor lipsesc, atunci

frecvena oscilaiilor de frecven nalt se ia n limitelei = 6,78,5 Hz (valoarea mai mic - pentru suspensia fa, maimare pentru suspensia spate).

n afara oscilaiilor libere automobilul efectueaz oscilaii

forate cu frecvena, Hz:

S

Vf = (4.37)

unde V viteza automobilului, m/s;S lungimea de und a neregularitilor drumului, m (n

calcule se ea S = 0,55,0 m).La viteza de micare a automobilului de la 0 pn la 60 km/h

este posibil rezonana oscilaiilor ct a maselor amortizate(j = f rezonana de frecven joas), att i a maselorneamortizate (i = f rezonana de frecven nalt).

V ,m / s

S

V r1 0

2 0

3 0

Vr 2

V r 1

V r 2

V r 1

1 2 3 4 S ,

Fig. 4.6. Dependena vitezelor de rezonan a automobiluluide lungimea neregularitilor drumului

Viteza la care poate aprea efectul de rezonan poate fideterminat cu relaia:

SV )i(jr = (4.38)

39


40/58

La efectuarea calculelor intervalul neregularitilor drumuluise stabilete S (04 m). Conform relaiei (4.38) se stabilesccoordonatele punctelor, prin care trec dreptele, care determinvitezele de micare Vr i

/rV la care apare efectul de rezonan de

frecven joas i nalt. Cu ajutorul dependenilor din fig. 4.4 sedetermin vitezele de rezonan la lungimea de und aneregularitilor S = 0,3 m i S = 3 m. Apoi se determin vitezelei acceleraiile oscilaiilor maselor amortizate ale automobilului.

;ZZ 2,10 = 2

2,10ZZ = (4.39)Viteza de schimbare a acceleraiei oscilaiilor:

3

2,10ZZ = (4.40)

Pentru relaiile de mai sus nlimea neregularitilorZ0 = 0,05 m.

4.7. Capacitatea de trecere a automobilului

Folosind schema de compunere a automobilului, adugndvederea frontal i spate, se stabilesc indicii geometrici aicapacitii de trecere: clirensul (garda la sol) punii din fa h1 i

spate h2, mm; consola fa l1 i spate l2, mm; unghiurile de consolanterior 1 i posterior 2, grade; raza de trecere longitudinal R1 itransversal R2, m.

Unghiul maxim al pantei nvinse, care poate fi depit deautomobil, din condiia de alunecare poate fi determinat cu relaia:

+

=

Lh1

fL

a

arctgg

max

(4.41)

Din condiia de rsturnare, n plan longitudinal, unghiulmaximal al pantei poate fi determinat cu relaia:

=

g

rh

barctg (4.42)

40


41/58

Unghiul maxim de nclinare a planului transversal pe careautomobilul cu suspensia rigid se menine fr alunecare lateralpoate fi determinat cu relaia:

= arctgmax

(4.43)fr rsturnare:

=

g

rh2

Barctg (4.44)

Un indice care caracterizeaz capacitatea de trecere desprijin este coeficientul greutii de aderen a roilor cu drumul:

a

ad

G

GK =

(4.45)unde Gad - greutatea de aderen a automobilului, N. Pentruautomobilele cu formula roilor 4x2 cu puntea spate motoare Gad = G2,cu puntea fa motoare Gad = G1.Pentru autocamioanele cu formularoilor 6x4 Gad = G2 + G3; pentru cele tot teren Gad = Ga.

Reieind din condiiile de aderen, micarea automobilului

este posibil la respectarea condiiei:( )+i

K (4.46)

de determinat dac automobilul se va mica n condiiile f = 0,04,i = 0,06, = 0,22.

Presiunea p0 asupra suprafeei de sprijin a roilor unei punipoate fi determinat cu relaia:

iiii

0Fn

G

Fn

Z

p == (4.47)unde Z reaciunea normal a drumului, N;

G greutatea care revine pe aceast punte, N;ni numrul de pneuri pe punte;Fi suprafaa petei de contact a pneului, m2. n caz c lipsesc

datele despre valoare lui Fi atunci p0 = pp (pp presiunea aerului npneuri).

Presiunea pe desenul protector pd al petei de contact alpneului se determin cu relaia:

41


42/58

idiidi

dFn

G

Fn

Zp

=

= (4.48)

unde Fid suprafaa desenului protector din pata de contact a pneuluim2. n caz c lipsesc datele despre valoarea lui F id atunci pd = 2p0.

4.8. Economicitatea de combustibil a automobilului

Economicitatea de combustibil a automobilului se apreciazdin caracteristica de economicitate a acestuia. Pentru trasareaacestei caracteristici se folosete relaia:

+=

tr

4

wbp

s106,3

)PP(KKgQ (4.49)

unde gp debitul specific de combustibil la puterea maxim amotorului, g/kWh;

K coeficientul ce ine cont de schimbarea debituluispecific de combustibil n dependen de gradul de folosire aputerii motorului;

Kb coeficientul ce ine cont de schimbarea debituluispecific de combustibil n dependen de turaia motorului;

- densitatea combustibilului (pentru benzin = 0,75,pentru motorin = 0,83), g/cm3;F = Ga fora de rezisten rutier, N; coeficientul de rezisten rutier.

Fig. 4.7. Dependena coeficientului Kb de raportul i/ n.

42


43/58

Fig. 4.8. Dependena coeficientului K (1 pentru MAS; 2 pentru MAC)

Datele iniiale pentru trasarea caracteristicii de economicitatea automobilului se determin din condiia micrii la = 0,03 pe

treapta superioar a cutiei de viteze la care automobilul se poatemica la aceast valoare a coeficientului de rezisten rutier.Valoarea coeficientului Kb se determin din figura 4.7.

Valoarea coeficientului K depinde de coeficientul defolosire a puterii Bi care se determin cu relaia:

i = Pni/Pi (4.50)unde Pni puterea dezvoltat de motorul automobilului pentru

micarea automobilului cu viteza Vi pe drum cu coeficientul derezisten rutier :

( )iwiiatr

ei VPVG1000

1P +

= (4.51)

unde Vi viteza automobilului care corespunde vitezei unghiularea arborelui cotit i (vezi tab. 3.2).

De determinat pentru fiecare valoarea ale lui i valorile Vi iPni,i folosind valorile lui Pi din tabelul 3.2 de determinat valorilelui Bi corespunztor pentru fiecare valoare a lui i, i de gsit dinfigura 4.7 valorile corespunztoare ale lui Kb.

nlocuind valorile obinute n relaia 4.49 determinmconsumul de combustibil Qspentru fiecare vitez a automobiluluicorespunztor valorilor lui i i treptei cutiei de viteze pe care sepoate mica automobilul.

Tabelul 4.3

Parametri de calcul a caracteristicii de economicitate aautomobilului

43


44/58

Indicii ValoareaNot

i 1 2 3 4 5 6 7

i /p vezi tabelul 3.2

Pi vezi tabelul 3.2

Kbi vezi fig. 4.7

Vi, m/s vezi tabelul 3.3

Pwi, kW Pwi = kF Vi2

Pni, kW vezi relaia 4.51

Bi vezi relaia 4.50

K i vezi fig. 4.8

Qs, l/100 km vezi relaia 4.49

Pe baza calculelor efectuate mai sus se traseaz caracteristicade economicitate a automobilului (fig. 4.9.) i cu ajutorul ei poate

fi determinat consumul de control al automobilului i viteza la careautomobilul va avea un consum minim de combustibil la condiiilerutiere date.

Q ,sl / 1 0 0 k m

V ,k mV e c

Fig. 4.8. Caracteristica de economicitate a automobilului

Valorile obinute ale consumului de combustibil Qsmin ivitezei Vec se compar cu valorile analogice ale automobilelor

moderne de aceeai clas i se d o concluzie despreeconomicitatea de combustibil a automobilului proiectat.

44


45/58

Datele iniiale pentru calculul economicitii de combustibil aautomobilului cu ajutorul calculatorului sunt prezentate n anexa 7.

Bibliografia

1. . ., . . . . .: , 1989. - 237 .

2. . . . . .: , 1986. - 207 .

3. . ., . ., . . - . ( ) . .: , 1991. - 39 .

4. D. Cucu, V. Poroseatcovschi. Teoria automobilului.Material didactic; UTM. Chiinu, 1996.

5. E. Ionescu. V. Cmpian , S. Popescu, Gh. Pere. Tractoarei automobile. Dinamica i economicitatea tractoarelor iautomobilelor, 1979.

45


46/58

Anexa 1.SARCINA

la proiectul de an la disciplina Automobile,pentru studenii seciei de zi i cu frecven redus, specialitatea

Transportul Auto

Datele iniiale pentru proiectare

V

arianta(ultimele

doucifreale

carnetuluidenote)

Tonajul,kN

(

Capacitateade

ncrcare,pas.)

Vitezamaxim,

m/s

Coeficientulde

rezisten

larulare,

f0

F

ormularoilor

Clasaautomobilului

1 2 3 4 5 61. Autoturisme

00010203

0405060708091011

12131415161718

1920

2+2444

4...555555

2+4 kN5

55...65...65...6

5+5 kN7

6...7

6...76...7

34353637

3839404142444045

40434548455048

5255

0,0120,0140,0150,016

0,0170,0180,0190,0200,0250,0220,0240,012

0,0140,0160,0180,0140,0200,0140,018

0,0140,012

42424242

4242424244424242

42424242444244

4242

micro, coupe-//-, hatchback-//-, berlinetta

-//-, sedan

mic, hatchback-//-, berlina-//-, coupe-//-, faeton-//-, coupe-//-, rodster-//-, picap-//-, sedan

-//-, universalmedie, sedan

-//-, coupe-//-, faeton-//-, picap

mare, limuzin-//-, sedan

-//-, hatchbackmare, limuzin

46


47/58

Continuare1 2 3 4 5 6

2. Autobuze21222324252627282930

31323334353637

11131621232528324446

5468809480

110130

42444640423835363837

35323035383230

0,0160,0140,0180,0220,0240,0230,0250,0260,0240,028

0,0250,0270,0240,0260,0220,0240,022

42424442444242424244

42424264626264

foarte mic-//--//-mic-//--//--//--//-

medie-//-

-//--//-mare-//-

-//-, turistfoarte mare

-//-3. Autocamioane

383940414243444546

474849505152535455

2 + 3,52 + 5,02 + 8,0

2 + 10,015,020,030,040,050,0

80,0100,0120,0140,0150,0180,0200,0240,0260,0

323436384042443836

373834363228262524

0,0220,02

40,02

60,02

50,02

20,024

0,026

0,024

0,026

0,028

424244444244424242

444262648464848884

foarte mic, picap-//--//--//-

mic, bord-//--//-

medie, bord-//-

-//-mare, bord-//--//--//-

foarte mare, bord-//--//--//-

47


48/58

0,024

0,022

0,028

0,027

0,028

0.030

0,03

20,034

Continuare1 2 3 4 5 6

4. Autotractoare

56

575859606162

30,0*

40,050,080,0100,0120,0140,0

32

343330282625

0,02

40,026

0,027

0,028

0,029

0,032

0,034

42

424244648488

s/r, bord

-//-s/r, cistern-//-

s/r, furgon-//-

s/r, cistern

5. Autobasculante

63

6465

10,0

15,020,0

42

4446

0,02

20,02

42

4244

p/u construcii

-//--//-

48


49/58

66676869

7071727374

30,050,080.0100,0

140,0180,0200,0240,0260,0

43424038

3634323028

40,02

60,02

50.024

0,028

0,032

0,034

0,036

0,038

0,039

0,040

42426466

8488888888

-//--//-

p/u cariere-//-

-//--//--//--//--//-

6. Autocisterne

757677787980818283

30,050,080,0100,0140,0180,0200,0240,0260,0

454640383632302826

0,022

0,024

0,026

0,028

0,030

0,032

0,034

424242648488848884

p/u lapte-//-

p/u combustibil-//--//--//--//--//--//-

49


50/58

0,036

0,038

Continuare

* - sarcina pe a a autotractorului.

50


51/58

Anexa 2.Sarcina individual

La elaborarea unui agregat (nod) a automobilului proiectat

d/o

Denumirea nodului elaborat

NotNodul elaborat (agregatul) Tipulautomobilului

1 2 3 41.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.26.27.28.29.30.31.32.33.34.

AmbreiajAmbreiaj cu 2discuriAmbreiajCutia de viteze cu 5 trepteCutia de viteze cu 4 trepteCutia de viteze cu 5 trepte cu divizorCutia de viteze cu puntea fat motoareHidrotransformator cu 2trepteHidrotransformator cu 2trepteTransmisia hidromecanicTransmisia hidromecanicTransmisia cardanicTransmisia cardanicTransmisia cardanicTransmisia cardanicTransmisia cardanicReductorul distribuitorReductorul distribuitorTransmisia principal simplTransmisia principal simplTransmisia principal dublTransmisia principal dublTransmisia principal simplDiferenialul simetricDiferenialul simetricDiferenialulDiferenialul reductorului distribuitorDiferenialul reductorului distribuitorAcionarea a roilor motoareAcionarea a roilor motoareAcionarea a roilor motoareAcionarea a roilor motoareSuspensia faSuspensia faSuspensia fa

autoturismautocamionautocamionautoturismautocamionautocamionautoturismautoturismautocamionautoturismautocamionautoturismautoturismautocamionautocamionautocamionautoturismautocamionautoturismautocamionautocamionautocamionautoturismautoturismautocamionautocamionautocamionautoturismautoturismautoturismautocamionautocamionautoturismautoturismautocamion

de friciune-//-

hidraulicmecanic

-//--//-

mecanichidraulichidraulic.combinatcombinat

4244424466

cu dif. interaxial-//-

hipoidal-//-

centraldivizat

p. f. motoaresimplu

cu cameinteraxialcu blocare

cu autoblocarepuntea fapuntea spatepuntea fapuntea spate

ind. cu arc.ind. cu torsion

dep. cu arc n foi

51


52/58

Continuare1 2 3 4

35.36.

37.38.39.40.41.4243.44.45.

46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.

Suspensia spateSuspensia spate

Suspensia spateSuspensia spateMecanismul de direcieMecanismul de direcieMecanismul de direcieMecanismul de direcieMecanismul de direcieMecanismul de acionare a direcieiMecanismul de acionare a direciei

Amplificatorul de direcieAmplificatorul de direcieAmplificatorul de direcieMecanismul de frnMecanismul de frnMecanismul de frnMecanismul de frnMecanismul de acionare a frnelorMecanismul de acionare a frnelorAmplificatorul de frnAmplificatorul de frn

autoturismautoturism

autoturismautocamionautoturismautoturismautocamionautocamionautocamionautoturismautocamion

autoturismautocamionautoturismautoturismautocamionautoturismautocamion

hidraulicpneumaticautocamionautoturism

indep. cu arcdep. cu arc

dep. cu arc n foidep. cu arc n foicu melc

cu cremaliercu melc

urub - piulicombinatampl. fa

ampl. spate

hidraulichidraulicelectromecanic

cu tamburcu tambur

cu disccu discdivizatdivizat

hidro-vacuumaticvacuumatic

52


53/58


54/58

Anexa 4.Calculul caracteristicii de turaie a motorului automobilului

proiectat (datele iniiale pentru calcul la calculator)

1. Greutatea total a automobilului Ga, N;2. Coeficientul de rezisten la rulare f0;3. Viteza maxim a automobilului Vmax, m/s;4. Factorul aerodinamic kF, Ns2/m2;5. Randamentul transmisiei t;6. Viteza unghiular minim a arborelui cotit min, s-1;7. Viteza unghiular maxim a arborelui cotit max, s-1;8. Coeficienii experimentali: ;

b;.

9. Viteza unghiular a arborelui cotit laputerea maxim Pmax, s-1;10. Pasul calculat n, s-1.

Anexa 5.

Calculul rapoartelor de transmitere ale agregatelor transmisieiautomobilului proiectat

1. Diametrul jantei roii d, oli;2. Limea anvelopei B, mm;3. Viteza unghiular maxim a arborelui cotit max, s-1;4. Viteza maxim a automobilului Vmax, m/s;5. Raportul minim de transmitere a cutiei de viteze umin;

6. Momentul motor maximal Mmax, Nm;7. Randamentul transmisiei t;8. Greutatea de aderen a automobilului Gad, N;9. Coeficientul de aderen ;10. Greutatea total a automobilului Ga, N;11. Coeficientul de rezisten rutiermax;12. Viteza unghiular minim a arborelui cotit min, s-1;

13. Numrul de trepte ale cutiei de viteze N.

54


55/58

Anexa 6.Calculul proprietilor de traciune i vitez

a automobilului proiectat

1. Viteza unghiular minim a arborelui cotit min, s-1

;2. Viteza unghiular maxim a arborelui cotit max, s-1;3. Pasul calculat n, s-1;4. Raportul de transmitere a transmisie principale u0;5. Numrul de trepte ale cutiei de viteze N;6. Randamentul transmisiei t;7. Coeficientul de rezisten la rulare calculat fv;8. Greutatea total a automobilului Ga, N;9. Raza roii rm, m10. Factorul aerodinamic kF, Ns2/m2;11. Rapoartele de transmitere ale cutiei de viteze uc;12. Valorile curente ale momentului motor efectiv Me, Nm.

Anexa 7.

Calculul economicitii de combustibil a automobilului

1. Viteza unghiular minim a arborelui cotit min, s-1;2. Viteza unghiular maxim a arborelui cotit max, s-1;3. Pasul calculat n, s-1;4. Raportul de transmitere a transmisiei principale u0;5. Randamentul transmisiei t;6. Raza roii rm, m

7. Coeficientul de rezisten la rulare calculat fv;8. Coeficientul de rezisten la rulare calculat fv+0,01;9. Coeficientul de rezisten la rulare calculat fv+0,02;10. Factorul aerodinamic kF, Ns2/m2;11. Viteza unghiular a arborelui cotit la puterea maxim

Pmax, s-1;12. Consumul specific de combustibil la puterea maxim

gpmax, g/kWh;13. Densitatea combustibilului , kg/l;

55


56/58

14. Numrul roilor conduse n1;15. Numrul roilor motoare n2;16. Momentul de inerie a roii Jr, Nms2;17. Momentul de inerie a pieselor rotative ale motorului

Jm, Nms2

;18. Greutatea propriu zis a automobilului G0, N;19. Greutatea total a automobilului Ga, N;20. Greutatea automobilului suprancrcat cu 50 %, G150, N;21. Numrul de trepte ale cutiei de viteze N;22. Valorile curente ale puterii motorului Pe, kW;23. Rapoartele de transmitere ale cutiei de viteze uc.

56


57/58

CUPRINS

Introducere 31. Selectarea i justificarea datelor iniiale 5

1.1. Determinarea masei totale a automobilului 51.2. Determinarea numrului de axe a automobilului 71.3. Determinarea sarcinii pe axele automobilului 81.4. Determinarea coordonatelor centrului de greutate 101.5. Alegerea pneurilor i determinarea razei de rulare

a roii 101.6. Randamentul mecanic al transmisiei 111.7. Factorul aerodinamic al automobilului kF 11

2. Elaborarea schemei de compunere a automobilului proiectat 123. Calculul de traciune a automobilului 17

3.1. Determinarea puterii efective i trasarea caracteristiciiexterioare de turaii a motorului 17

3.2. Determinarea numrului de trepte i rapoartele detransmitere ale transmisiei 21

4. Caracteristica tehnic de exploatare a automobilului 264.1. Calitile dinamice i de traciune ale automobilului 264.2. Paaportul dinamic al automobilului 294.3. Calitile automobilului la frnare 324.4. Stabilitatea automobilului 334.5. Maniabilitatea automobilului 344.6. Mersul lin 364.7. Capacitatea de trecere a automobilului 394.8. Economicitatea de combustibil a automobilului 40

Bibliografia 43Anexa 1. 44

Anexa 2. 48Anexa 3. 50Anexa 4. 51Anexa 5. 51Anexa 6. 52Anexa 7 52Cuprins 54

57


58/58

ndrumar metodic pentru efectuareaproiectului de an la disciplina Automobile

Elaborare: Vladimir Poroseatcovschi

Tudor RusuIgor Rotaru

Redactor: Enache IrinaBun de tipar: 10.01.07. Formatul hrtiei 60x84 1/16Hrtie ofset. Tipar Riso Tirajul 150 ex.Coli de tipar: 3.5 Comanda nr. 14

U.T.M., 2006, Chiinu, bd. tefan cel Mare i Sfnt, 168.

Documents

Proiect de an La TPA1