7

Capitolul 1

Analiza modelelor similare de automobile. Stabilirea tipului de autovehicul ce se va proiecta

Subcapitolul 1.1

Analiza a minim zece modelel similare de automobile pe baza specificațiilor din tema de proiectare

Pentru alegerea modelelor similare se iau în calcul mai mulți parametri constructivi și

funcționali. Similitudinea se referă la tipul şi particularitățile constructive şi la caracteristicile şi performanţele impuse în tema de proiectare.

Este necesar să se considere un număr cât mai mare de modele similare și să se extragă un număr cât mai mare de date relevante privitoare la aceste automobile. Datele analizate ale automobilelor similare se referă la:

1) elemente dimensionale (interioare şi exterioare) şi masice ale automobilului si ale principalelor subansambluri;

2) masa utilă maximă calculată; 3) parametrii ce caracterizează calităţile de mers ale automobilelor.

Tabelul 1 Tabel nominal cu modelele similare de autovehicule alese

Nr. crt.

Tipul Marca Modelul Anul Motorizare Viteza max.

[km/h]

Masa utilă totală max. constr. [kg]

1.

autoturism Alfa Romeo 156 2006 1.9 JTD 197 1835

2.

autoturism Audi A3 2008 2.0 FSI 209 1925

3. autoturism Citroen C4 2008

2.0

Automatic 206

1880 4.

autoturism Fiat Bravo 2008 1.9 Multijet 204 1930

5.

autoturism Ford Focus 2007 2.0 TDCi Automatic

196 1880

6.

autoturism Hyundai i30 2007 2.0 CRD 205 1949

7.

autoturism Kia Cee’d 2008 2.0 CRDi 205 1983

8.

autoturism Opel Astra 2007 2.0 DTI

16V 198

1855 9.

autoturism Peugeot 307 2007 2.0

Automatic 206 1993

10.

autoturism Renault Megane Classic

2008 1.8 16v

Automatic 198 1880

11.

autoturism Rover 45 2008 2.0 CDTi Automatic

198 1999

8

12.

autoturism Seat Leon 2006 2.0 TDI

Automatic 205 1885

13.

autoturism Toyota Auris 2007 2.0

Automatic 195 1970

14.

autoturism Volkswagen Jetta 2008 1.9 TDi 195 1870

Subcapitolul 1.2 Analiza particularităților constructive ale modelelor similare de automobile

Modelele de automobile alese sunt automobile tip break, cu 5 locuri, masa utilă totală

maximă constructivă 600 kg, echipate cu motoare cu aprindere prin comprimare cu 4 cilindri în linie, având tracțiune 4x2.

Tabelul 2 Parametri constructivi ai modelelor similare de automobile

Nr. crt.

Vc [cm3]

ε [-] Tipul

transmisiei Amplasarea motorului

Sistemul de răcire Nr. de locuri

Seria anvelopelor

1.

1910 19.2 : 1 Manuală

5+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 205/50 R17

2.

1896 22.5 : 1 Manuală

5+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3

205/55-R16

3.

1999 19 : 1 Automată 4+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3

205/50-R17

4.

1997 17.5 : 1 Manuală

6+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

și intercooler

2+3 205/55-R16

5.

1991 20.8 : 1 Manuală

5+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 205/55 R 16

6.

1870 19.3 : 1 Manuală

6+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 205/55 R 16

7.

1995 20.3 : 1 Manuală

5+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3

205/55 R 16 V

8.

1910 18.5 : 1 Manuală

6+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

și intercooler

2+3 195/65 R 15

H

9.

2087 20.8 : 1 Manuală

5+1 trepte Transversal

față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 195/65 R 15

9

10.

1997 19.7 : 1

Manuală 6+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

și intercooler

2+3 205/60 R

16V

11.

1992 18.0 : 1

Manuală 5+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 195/65 R15

12.

1968 19 : 1

Manuală 6+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

și intercooler

2+3 205/55 R17

13.

1968 20.8 : 1

Semi-automată (ambreiaj

manual) 6+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

și intercooler

2+3 205/55 R16

14.

1968 18.5 : 1

Automată 6+1 trepte

Transversal față

Cu lichid, cu circulație forțară sub presiune, cu termostat

2+3 205/55 R 16

Legendă: Vc [cm3] – capacitatea cilindrică ε [-] – raportul de comprimare

Subcapitolul 1.3 Analiza principalelor caracteristici dimensionale ale modelelor similare de automobile Lungimea, lățimea și înalțimea sunt principalele dimensiuni de gabarit ale autovehiculelor. Ampatamentul, ecartamentul, consola față, consola sspate și garda la sol sunt principalele

dimensiuni de organizare ale autovehiculelor.

Tabelul 3 Parametrii dimensionali ai modelelor similare de automobile Dimensiuni de gabarit Dimensiuni de organizare

Nr. crt.

Marca și modelul La

[mm] la

[mm] Ha

[mm] L

[mm] E1

[mm] E2

[mm] C1

[mm] C2

[mm] hs

[mm] 1.

Alfa Romeo 156

4235 1712 1426 2540 1472 1441 994 1090 189

2.

Audi A3

4210 1770 1430 2580 1565 1554 952 1133 189

3.

Citroen C4

4270 1780 1460 2610 1488 1476 969 1101 210

4.

Fiat Bravo

4340 1800 1500 2610 1589 1605 934 1094 225

5.

Ford Focus

4337 1839 1500 2640 1535 1531 920 1102 195

6.

Hyundai i30

4245 1775 1480 2650 1538 1536 970 1098 215

7.

Kia Cee’d

4235 1790 1480 2650 1538 1536 975 1086 190

10

8.

Opel Astra

4310 1709 1425 2606 1464 1452 978 1081 207

9.

Peugeot 307

4350 1770 1430 2610 1535 1523 987 1097 211

10.

Renault Megane

4436 1698 1420 2580 1450 1432 993 1104 220

11.

Rover 45

4550 1780 1430 2750 1528 1515 965 1076 204

12.

Seat Leon

4420 1770 1460 2580 1534 1523 955 1081 198

13.

Toyota Auris

4560 1770 1520 2610 1539 1528 989 1120 204

14. Volkswagen

Jetta 4560 1790 1470 2580 1545 1518 995 1116 215

Legendă: Lungimea totală (La) reprezintă distanța dintre două plane verticale, perpendiculare pe planul longitudinal de

simetrie al autovehiculului și tangente la punctele extreme din față și din spate. Lățimea totală (la) reprezintă distanța dintre două plane verticale și paralele cu planul longitudinal de simetrie,

tangente la autovehicul, de o parte și de alta a sa. În această dimensiune nu sunt introduse și oglinzile retrovizoare. Înălțimea totală (Ha) reprezintă distanța dintre planul de sprijin orizintal tangent la partea superioară a

autovehiculului fără încărcătura și cu pneurile umflate la presiunea indicată de producător. Ampatamentul (L) reprezintă distanța dintre axele geometrice verticale ale puntilor autovehiculului. Ecartamentul (E) reprezintă distanța dintre planele mediane ale roților aceleiași punți. Consola fațp/spate (C1/C2) reprezintă distanța dintre două plane verticale transversale care trec prin punctele

extreme din fața al autovehiculului și axa puntii față, respectiv, prin punctele extreme din spate și axa puntii spate. Garda la sol (hs) reprezintă distanța măsurată pe verticală dintre partea cea mai de jos a sasiului

autovehiculului complet încărcat si calea de rulare. Se observă că parametrii dimensionali diferă, lungimea autovehiculelor fiind cuprinsă între

4210 mm și 4560 mm.

Subcapitolul 1.4 Analiza principalelor caracteristici masice ale modelelor similare de automobile Pentru a putea compara cele 14 modele similare din perspectiva masei, se va calcula

coeficientul de tară, valoarea masei proprii raportată la ampatament și valoarea masei utile raportată la numărul de locuri.

Tabelul 4 Parametrii masici ai modelelor similare de automobile

Nr. crt.

m0 [kg] mu [kg] ma [kg] ηu [-] L

m0 [kg/mm] locnr

mu

.[kg/loc]

1 1365 490 1865 2.7448 0.52952 98 2 1395 530 1925 2.6320 0.54069 106 3 1377 503 1880 2.7375 0.52758 100.6 4 1435 495 1930 2.8989 0.54980 99 5 1380 500 1880 2.76 0.52272 100 6 1429 520 1949 2.7480 0.53924 104 7 1458 525 1983 2.7771 0.55018 105 8 1345 510 1855 2.6372 0.51611 102

11

9 1498 495 1993 3.0262 0.57394 99 10 1375 505 1880 2.7227 0.53294 101 11 1485 515 2000 2.8891 0.54 102.8 12 1365 520 1885 2.625 0.52907 104 13 1460 510 1970 2.8627 0.55938 102 14 1370 500 1870 2.74 0.53100 100

Legendă: Masa proprie (m0) reprezintă masa autovehiculului complet echipat, dar fără persoane și încărcătură. Masa utilă sau sarcina utilă (mu) reprezintă capacitatea de încărcare a autovehiculului. Masa maxim admisă sau masa totală (ma) reprezintă suma celor două comconente masice anterioare. ηu – coeficientul de tară

L

m0 - masa proprie raportata la ampatament (masa proprie liniară a autovehiculelor)

locnr

mu

. - masa utilă raportată la numărul de locuri

Relații de cacul: ma=m0+mu [kg] (1) ηu= m0/mu [-] (2) Se observă că parametrii masici diferă, masa totală a autovehicululelor fiind cuprinsă între

1870 kg și 2000 kg.

Subcapitolul 1.5 Analiza principalelor caracteristici energetice ale modelelor similare de automobile Principalii parametrii energetici ai automobilelor sunt puterea maximă (Pmax), momentul

maxim (Mmax) și consumul de combustibil.

Taelul 5 Parametrii energetici ai modelelor similare de automobile

Nr. crt.

Motorizare Puterea maximă

[kW]

nP [rpm]

Momentul maxim [Nm]

nM [rpm]

Consum mixt

[l/100km]

Emisii CO2

[g/km] 1.

1.9 JTD 98 4000 255 2000 8.3 222

2.

2.0 FSI 130 5400 200 3100 5.9 158

3.

2.0 Automatic

107 4000 200 2000 5.6 155

4.

1.9 Multijet 111 4400 320 2100 5.9 156

5. 2.0 TDCi Automatic

107 4000 185 2000 5.5 145

6.

2.0 CRD 102 3800 305 1900 5.7 153

7.

2.0 CRDi 110 4000 305 1950 5,4 150

12

8.

2.0 DTI 16V 108 4300 230 2000 5.8 157

9.

2.0 Automatic

103 4000 200 2000 5.6 152

10.

1.8 16v Automatic

100 4100 148 2150 5.9 155

11. 2.0 CDTi Automatic

106 4000 300 1900 5.3 319

12.

2.0 TDI Automatic

103 4000 321 1950 5.8 157

13. 2.0

Automatic 105 3900 300 2000 6.0 162

14. 1.9 TDi 107 4000 251 1900 5.8 177

Legendă: nP [rpm] - turație de putere maximă nM [rpm] - turație de moment maxim

Subcapitolul 1.6 Analiza principalilor parametrii ai modelului de autovehicul ce se va proiecta Pentru predeterminarea principalilor parametrii dimensionali, masici și energetici vom folosi

datele obținute din alegerea modelelor similare.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

4210 4280 4350 4420 4490 4560La [mm]

Fre

cvența

Figura 1 Histograma lungimilor totale ale automobilelor

13

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalele 2 și 3 (4210 – 4350 mm). Din aceste intervale se va alege valoarea preliminară a lungimii totale a automobilului.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1699 1727 1755 1783 1811 1839la [mm]

Fre

cvența

Figura 2 Histograma lățimilor totale ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 4 (1755 – 1783 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a lățimii totale a automobilului.

0

1

2

3

4

5

6

1420 1440 1460 1480 1500 1520Ha [mm]

Fre

cvența

Figura 3 Histograma lățimilor totale ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 2 (1420 – 1440 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a înălțimii totale a automobilului.

14

0

1

2

3

4

5

6

2540 2582 2624 2666 2708 2750L [mm]

Fre

cvența

Figura 4 Histograma lungimii ampatamentelor automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 3 (2582 – 2624 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a lungimii ampatamentului automobilului.

0

1

2

3

4

5

6

7

1450 1478 1506 1534 1562 1590E1 [mm]

Fre

cvența

Figura 5 Histograma ecartamentelor față ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 6 (1534 – 1562 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a ecartamentului față al automobilului.

15

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1440 1473 1506 1539 1572 1605E2 [mm]

Fre

cvența

Figura 6 Histograma ecartamentelor spate ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 4 (1506 – 1539 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a ecartamentului spate al automobilului.

0

1

2

3

4

5

6

920 935 950 965 980 995C1 [mm]

Fre

cvența

Figura 7 Histograma consolelor față ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 6 (980 – 995 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a consolei față al automobilului.

16

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1076 1088 1100 1112 1124 1136C2 [mm]

Fre

cvența

Figura 8 Histograma cosolelor spate ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 3 (1088 – 1100 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a consolei spate al automobilului.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

190 197 204 211 218 225hg[mm]

Fre

cvența

Figura 8 Histograma cosolelor spate ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 1 (190 – 197 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a gărzii la sol a automobilului.

17

0

1

2

3

4

5

6

1345 1375 1405 1435 1465 1495m0 [kg]

Fre

cvența

Figura 10 Histograma maselor proprii ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 6 (1465 – 1495 mm). Din acest interval se va alege valoarea preliminară a masei proprii a automobilului.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

490 498 506 514 522 530mu [kg]

Fre

cvența

Figura 11 Histograma maselor utile ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 3 (498 – 506 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a masei utile a automobilului.

18

0

1

2

3

4

5

6

1855 1884 1913 1942 1971 2000ma [kg]

Fre

cvența

Figura 12 Histograma maselor proprii ale automobilelor

Se observă că cele mai multe modele similare se află în intervalul 6 (1971 – 2000 mm). Din

acest interval se va alege valoarea preliminară a masei utile a automobilului.

Subcapitolul 1.7 Stabilirea tipului de autovehicul ce se va proiecta

Luând în considerare analiza antetioară a principalilor parametrii, se va proiecta un

autovehicul de tip break, cu 5 locuri, echipat cu un motor cu aprindere prin comprimare cu 4 cilindri în linie.

Acesta va avea tracțiune 4x2, va putea atinge o viteză maximă în palier de 210 km/h şi va putea urca o pantă maximă de 29%.