Analiza modelelor similare de autovehicule după criterii tehnice (constructive, de performanţe, tehnologice) şi încadrarea acestuia într-un segment de piaţă, precum şi stabilirea tipului de autovehicul corespunzator cerinţelor.

1.1. Analiza modelelor similare

1.1.1. Criteriile dupa care s-au ales modelele similare de autovehiculele

Pornind de la tema de proiect se va alege un eşantion de autmobile similare pentru a crea o imagine de ansamblu asupra tipului de autoturism ce urmează a fi proiectat.

Astfel s-au ales 18 de modele similare, care respectă în mare parte condiţiile impuse în tema de proiect.

1.2. Analiza modelelor similare după criterii de marketing şi încadrarea acestora într-un segment de piață

Tabelul 1.1. Analiza modelelor similare după criterii de marketing

DenumireConsum urban

[l/100 km]

Consum extraurban [l/100 km]

Consum mixt [l/100 km]

Emisie CO2

[g/km]

Clasa de poluare

Calificativ ENCAP

Pret fara T.V.A.

[€]

Volkswagen Phaeton 11.6 6.7 8.5 224 EURO 5 5 stele 58,021.0

Audi A8 12.6 7.1 9.1 213 EURO 6 5 stele 82,575.0

BMW 7er 11.4 6.2 8.1 190 EURO 6 5 stele 90,706.0

Jaguar XJ 7.1 5.5 6.1 159 EURO 5 5 stele 41,500.0

Lexus LS 10.5 7.5 8.6 199 EURO 5 5 stele 101,234.0

Volvo S80 13.2 7.4 9.9 231 EURO 5 5 stele 45,315.0

Mercedes-Benz E-class 12.6 6.7 8.9 209 EURO 5 5 stele 41,880.0

Mercedes-Benz S-class 11.7 7 8.8 204 EURO 6 5 stele 86,254.0

Mercedes Maybach S 500 11.9 7 8.9 207 EURO 6 5 stele 106,750.0

Cadillac XTS 15.6 7.5 11.7 216 EURO 6 5 stele 45,295.0

Bentley Continental Flying Spur II

22.4 10.2 14.7 343 EURO 6 5 stele 172,800.0

Chrysler 300C 16.8 12.4 12.8 268 EURO 4 5 stele 39,263.0

Peugeot 607 13.9 7.4 9.8  242 EURO 5 5 stele 19,800.0

Citroen C6 16.3 8.2 11.2 197 EURO 4 5 stele 43,560.0

Infiniti Q70 9 5.6 6.9 159 EURO 5 5 stele 47,650.0

Nissan President 17.4 11.6 12.8 198 EURO 4 5 stele 67,545.0

Toyota Century III 20 10 14.5 238 EURO 3 5 stele 53,450.0

Rolls Royce Phantom 2015 21,4 13,1 17,2 218 EURO 5 5 stele 379,870.0

ENCAP-European New Car Assessment ProgrammPreţul modelelor similare variază foarte mult în funcţie de dotări şi motorizarea aleasă dar şi de

confortul pe care îl oferă contructorul pasagerilor. Cel mai ieftin model este Peugeot având preţul de

19.800 € ,iar cel mai scump model este Rolls Royce Phantom 2015 cu preţul de 379.870 €.

Următorul criteriu de achiziţionare îl constituie sistemele de siguranţă ce echipează modelul,cât şi calificativul ENCAP obţiunt. Sistemele de siguranţă activă reprezintă totalitatea mijloacelor prin care un automobil ajută conducatorul să prevină un accident. O caroserie capabilă să preia cât mai mult din energia de şoc din timpul unei coliziuni este principalul element de siguranţa pasivă. Toate elementele de siguranţă pasivă (centuri, airbag-uri,siteme pirotehice) intervin după ce coliziunea a inceput, spre deosebire de sistemele de siguranţa activă care sunt importante înainte de coliziune. Cu alte cuvinte, siguranţa activă are rol preventiv, pe când cea pasivă are rol de protecţie dacă accidentul are loc.Având în vedere acestea , toate din autoturismele din eşantionul de modele studiat au obţinut calificativul de 5 stele la testele ENCAP.

Consumul de carburant este un criteriu important în alegerea achizitionării unui anumit model de pe piaţa auto, dar atunci cand vorbim de o limuzina nu mai conteza prea mult consumul.

1.3. Analiza caracteristicilor modelelor similare

S-au găsit în total 18 modele similare ale căror caracteristici individuale sunt prezentate în tabelele de mai jos.Informaţiile apărute în aceste tabele sunt preluate din paginile de internet si din broşuri din reprezentanţă.

1.3.1. Formule utilizate în determinarea principalilor parametri dimensionali masici şi energetici ai autovehiculului

Se vor utiliza formule statice pentru determinarea cât mai eficientă a parametrilor. Pentru calcul se vor folosi următoarele formule statistice:

med = (1.1)

unde:

med reprezinta valoarea medie;

reprezintă numărul de modele similare;

Pentru reprezentarea grafică statistică este nevoie de determinarea numărului de intervale şi mărimea lor:

(1.2)

(1.3)

unde:

reprezintă valoarea maximă pentru parametrul ;

reprezintă valoarea minimă pentru parametrul ;

reprezintă numărul de modele similar.

Pentru a obţine un număr întreg de subintervale se rotunjesc valorile obţinute. Utilizând formulele se poate face o analiză asupra parametrilor ce caracterizează modelele similare. Mai jos vor fi prezentate histogramele corespunzatoare principalilor parametri ale celor 18 modele alese iar fiecare interval ales va fi închis la extremitatea stânga iar deschis la extremitatea dreaptă.

1.3.2. Analiza si predeterminarea parametrilor dimensionali

Principalii parametrii dimensionali ai autovehiculelor sunt: dimensiunile exterioare (lungimea L [mm], lătimea l [mm], înălţimea h [mm] , ampatamentul A [mm] , ecartamentul faţă/spate Ef/Es [mm] ).

Tabelul 1.2. Analiza parametrilor dimensionali ai modelelor similare

Denumire Lungime [mm]

Latime [mm]

Inaltime [mm]

Ampatament [mm]

Ecartament fata [mm]

Ecartament spate [mm]

Volkswagen Phaeton 5179 1903 1450 3001 1630 1617Audi A8 5135 1949 1460 2992 1644 1635BMW 7er 5098 1902 1478 3070 1611 1640Jaguar XJ 5127 1899 1456 3032 1626 1604Lexus LS 5210 1875 1480 3090 1610 1610Volvo S80 4854 1907 1493 2835 1588 1585Mercedes-Benz E-class 4879 1854 1474 2874 1598 1614Mercedes-Benz S-class 5027 1899 1411 2945 1625 1649Mercedes Maybach S 500

5453 2130 1498 3365 1634 1632

Cadillac XTS 5131 1852 1502 2838 1568 1575Bentley Continental Flying Spur II

5295 1976 1488 3065 1643 1642

Chrysler 300C 4999 1882 1471 3048 1600 1603

Peugeot 607 4877 1800 1437 2800 1539 1537

Citroen C6 4908 1860 1464 2900 1558 1586

Infiniti Q70 4981 1844 1501 2900 1575 1570Nissan President 5070 1840 1500 2870 1580 1560

Toyota Century III 5270 1890 1480 3025 1575 1575

Rolls Royce Phantom 2015

5840 1989 1639 3572 1687 1672

Prin utilizarea formulelor şi metodelor de calcul din capitolul 1.3.1. au rezultat valorile centralizate in tabelul 1.3.

Tabelul 1.3. Valorile subintervalelor de observare parametrilor dimensionali ai autovehiculului Lungime

[mm]Lăţime[mm]

Înălţime[mm]

Ampatament[mm]

Ecarament faţă [mm]

Ecartamenspate [mm]

n 186

4854 1800 1411 2800 1539 15375840 2130 1639 3572 1687 1672

190.72 63.83 44.1 149.32 28.63 26.11

1.3.2.1. Lungimea automobilului Lungimea automobilului ( L [mm] ) reprezintă distanţa dintre două plane perpendiculare pe

planul longitudinal de simetrie al automobilului şi tangente la acesta în punctele extreme din faţă şi din spate.

Fig 1.1. Histograma lungimilor modelelor similareDin analiza histogramelor din figura 1.1. se observă o aglomerare de modele în intervalele [4854-

45045) mm si [5045-5235)mm. Lungimea destul de mare a autoturismului are ca efect o manevrabilitate mai greoaie a autoturismului, dar creşte totodată şi confortul deoarece spaţiul interior are dimensiunile mărite. Se alege valoarea L=5100 mm pentru a avea o manevrabilitate sporită fară sa se neglijeze confortul, ceea ce este esential intr-o limuzina.

1.3.2.2. Lăţimea autovehiculului Lăţimea autovehiculului ( l [mm] ) este distanţa dintre două plane paralele cu planul

longitudinal de simetrie al autovehiculului, tangente la acesta de o parte şi de alta. Toate organele laterale ale vehiculului fixate rigid, cu excepţia oglinzilor retrovizoare sunt cuprinse între aceste doua plane.

Fig 1.2. Histograma lăţimilor modelelor similareDin analiza histogramelor din figura 1.2. se constată că cele mai multe modele au valori cuprise în

intervalul [1864-1928) mm. Deoarece această dimensiune este una care influenţează în mod direct stabilitatea autovehiculului şi valoarea acestui parametru depinde de lungimea autovehiculului, este recomandat să se studieze graficul unde este evidenţiată dependenţa lungimii autovehiculului faţa de lăţime.S-a ales valoarea l=1900 mm.

1.3.2.3. Înălţimea Înălţimea ( h [mm] ) reprezintă distanţa dintre planul de sprijin şi un plan orizontal tangent la

partea cea mai de sus a autovehiculului pregatit de plecare în cursa, fără încărcarea utilă, cu pneurile umflate la presiunea corespunzătoare masei totale maxime admise.

Fig 1.3. Histograma înalţimilor modelelor similareDin analiza figurii 1.3. se observă că cele mai multe valori, pentru această dimensiune, se află

cuprinse în intervalele [1455-1499) mm.O înălţime scăzută atrage după sine o coborâre a centrului de greutate ceea ce este avanajos pentru stabilitatea autovehiculului dar dezavantajos din punctul de vedere al confortului pasagerilor prin reducerea spaţiului interior. Şi cum înălţimea autovehiculului este dependentă de lungimea şi lăţimea acesteia, în urma studierii graficului de dependenţe se alege înălţimea autovehiculului h=1500 mm.

1.3.2.4. Ampatamentul Ampatamentul ( A [mm] ) reprezintă distanţa dintre perpendicularele coborâte pe planul longitudinal de simetrie al autoturismului corespunzătoare la doua roţi consecutive situate de aceeaşi parte a vehiculului.

Fig 1.4. Histograma ampatamentelor modelelor similarePentru această dimensiune se observă, din analiza histogramelor din figura 1.4. că cele mai multe

modele au valori cuprise în intervalele [2800-2949)mm si [2949-3099)mm. Ampatamentul influenţează în mod direct caracteristicile de masă şi dimensiunile autovehiculului, capacitatea de trecere, stabilitatea, maniabilitatea şi confortul la oscilaţii.S-a ales dimensiunea A=3000 mm.

1.3.2.5. EcartamentulEcartamentul ( E [mm] ) reprezintă distanţa dintre centrele petelor de contact ale pneurilor cu

solul, în cazul roţilor simple sau distanţa dintre planul median al roţilor duble. Ecartament faţă ( Ef [mm] )

Fig 1.5. Histograma ecartamentelor faţă modelelor similare

Din figura 1.5. se poate observa că ecartamentul faţă al modelelor similare se concentrează în intervalul [1625-1654) mm. Pentru ecartamentul faţă se alege valoarea Ef=1580 mm.

Ecartament spate ( Es [mm] )

Fig 1.6. Histograma ecartamentelor spate modelelor similareSe observă un număr apropiat de modele în intervalul [1563-1589) mm. Având în vedere

dimensiunile ecartamentului faţă se alege pentru ecartamentul spate dimensiunea Es=1570 mm.

1.3.3. Analiza si predeterminarea parametrilor masici Principalii parametrii masici ai autovehiculelor sunt: masa proprie m0 [kg], masa utilă mu [kg] ,

masa totală mt [kg].

Tabelul 1.4. Analiza parametrilor masici ai modelelor similare

DenumireMasa

proprie [kg]

Masa utila [mm]

Masa totala [kg]

Volkswagen Phaeton 2313 267 2580

Audi A8 1995 575 2570

BMW 7er 1870 705 2575

Jaguar XJ 1772 598 2370

Lexus LS 2285 500 2785

Volvo S80 1629 461 2090

Mercedes-Benz E-class 1925 555 2480

Mercedes-Benz S-class 2030 555 2585

Mercedes Maybach S 500 2220 575 2795

Cadillac XTS 2017 413 2430

Bentley Continental Flying Spur II 2475 497 2972

Chrysler 300C 1888 409 2297

Peugeot 607 1635 505 2140

Citroen C6 1871 464 2335

Infiniti Q70 1876 500 2376

Nissan President 1890 515 2405

Toyota Century III 1990 540 2530

Rolls Royce Phantom 2015 2630 525 3155

Prin utilizarea formulelor şi metodelor de calcul din capitolul 1.3.1. au rezultat valorile centralizate in tabelul 1.5.

Tabelul 1.5.Valorile subintervalelor de observare parametrilor masici ai autovehiculului Masa proprie [kg] Masa utilă [kg] Masa totală [kg]

n 226

1629 267 20902630 705 3155

193.62 84.72 206

1.3.3.1 Masa proprie Masa proprie este mărimea ce caracterizează construcţia automobilului şi este determinată de suma maselor tuturor sistemelor şi subsistemelor componente când automobilul se află în stare de utilizare.

Fig 1.7. Histograma referitoare la masa proprie modelelor similareSe alege valoarea de 1910 kg situată in intervalul [1823-2016) kg.

1.3.3.1 Masa utilăMasa utilă este reprezentată de masa ocupanţilor celor 5 locuri impuse de tema de proiect

împreună cu bagajele acestora. Conform standardului, se alege o masă corporală a şoferului de 75kg, iar pentru pasageri o masă de 68 kg. Pentru bagaje se va alege o valoare de 7 kg conform standardului ISO-M06 1176 .

Fig 1.8. Histograma referitoare la masa utilă modelelor similare

Se alege valoarea de 500 kg situată în intervalul [409-545) kg.

1.3.3.2. Masa totală Masa totală reprezintă suma dintre masa proprie a autovehiculului şi masa utilă a încărcăturii.

Fig 1.9. Histograma referitoare la masa totală modelelor similareÎn figura 1.9. se oberva o aglomerare de modele in intervalele [2296-2502)kg si [2502-2708)kg.Se

alege valoarea de 2410 kg.

1.3.4. Predeterminarea parametrilor masici ai subansamblurilor Predeterminarea maselor principalelor subansambluri se face ca procent din masa proprie a

autovehiculului şi se referă la greutatea automobilului complet echipat, fară persoane la bord.

Tabelul 1.6. Ponderile maselor subansamblurilor autoturismuluiNr crt Denumire subansamblu Ponderea

masică [%]Masa [kg]

1 Motor complet echipat 18 343.82 Schimbător de viteze 2 38.23 Ambreiaj 0.8 15.284 Punte faţă 3.8 72.585 Punte spate 4.6 87.866 Suspensie faţă 1 19.17 Suspensie spate 2 38.28 Sistem de direcţie 1.7 32.479 Sistem de frânare 2.5 47.7510 Baterie de acumulatori 0.8 15.2811 Radiatoare +Electroventilator 1.4 26.7412 Scaune faţă 2.1 40.1113 Banchetă spate 1.5 28.6514 Rezervor de combustibil 4.8 91.6815 Roţile (x4) 4.4 84.0416 Roata de rezerva 1.1 21.0117 Caroserie,uşi şi geamuri 45.5 869.0518 Echipament auxiliar 2 38.2

Total   100% 1910

1.3.5 Analiza si p redeterminarea principalilor parametri energetici În tabelul 1.7. vor fi anlizate o serie de caracteristici energetici ale modelelor similare iar pentru

această analiză se va studia puterea maximă exprimată in kW si viteza maximă exprimata în km/h.

Tabelul 1.7. Analiza principalilor parametrici energetici ai automobilului

DenumirePutere

maxima [kW]

Viteza maxima [km/h]

Volkswagen Phaeton 182 238

Audi A8 324 250

BMW 7er 335 250

Jaguar XJ 205 250

Lexus LS 331 250

Volvo S80 226 250

Mercedes-Benz E-class 304 250

Mercedes-Benz S-class 339 250

Mercedes Maybach S 500 335 250

Cadillac XTS 304 250

Bentley Continental Flying Spur II 459 320

Chrysler 300C 317 250

Peugeot 607 154 240

Citroen C6 157 230

Infiniti Q70 271 250

Nissan President 209 230

Toyota Century III 209 210

Rolls Royce Phantom 2015 338 250

Prin utilizarea formulelor şi metodelor de calcul din capitolul 1.3.1. au rezultat valorile centralizate in tabelul 1.8.

Tabelul 1.8.Valorile subintervalelor de observare a parametrilor energetici Putere [kW] Viteza maximă [km/h]

n 226

154 210459 320

58.99 21.28

Fig 1.10. Histograma referitoare la puterea maximă

În figura 1.10. se observă o aglomerare de modele in intervalul [82-94)kW.Se va alege valoarea de 380kW.

Fig 1.11.Histograma referitoare la viteza maximăDin figura 1.11. reprezentând histograma referitoare la viteza maximă, observăm o dispunere in

intervalul de viteză [231-253)km/h. Având in vedere viteza maximă a autovehiculului pentru care trebuie sa se proiecteze sistemul de directie şi analizând histograma se va alege viteza de 270 km/h.

1.3.6. Analiza caracteristicilor motorului

În tabelul 1.9. vor fi anlizate o serie de caracteristici ale motorului modelelor similare. Pentru această analiză se va studia pozitionarea motorului, numărul de cilindri şi dispunerea lor, capacitatea cilindrică si tipul motorului.

Tabelul 1.9. Analiza caracteristicilor motorului

Denumire Motorizare PozitionareNr

cilindrii/ Dispunere

Cilindree [cm3]

Tip motor

Volkswagen Phaeton3.0 V6 TDI

Frontal-transversal

6 / in V 2967 MAC

Audi A84.0 TFSI quattro

Frontal-longitudinal

8/ in V 3993 MAS

BMW 7er750i xDrive Steptronic

Frontal-longitudinal

8/ in V 4395 MAS

Jaguar XJ3.0d V6

AutomaticFrontal-

longitudinal6/ in V 2993 MAC

Lexus LS

600h L Hybrid AWD

Frontal-longitudinal

8/ in V 4969MAS-energie electrica

Volvo S803.0 T6 AWD

automaticFrontal-

longitudinal6/ in linie 2953 MAS

Mercedes-Benz E-classE 500 G-Tronic

Frontal-longitudinal

8/ in V 4663 MAS

Mercedes-Benz S-classS 500 G-Tronic

Frontal-longitudinal

8/ in V 4663 MAS

Mercedes Maybach S 500 

Frontal-longitudinal

8/ in V 4663 MAS

Cadillac XTS3.6L SIDI V6

VVTFrontal-

longitudinal6/ in V    

Bentley Continental Flying Spur II6.0 W12

Frontal-longitudinal

12/ in W 5998 MAS

Chrysler 300C6.1 i V8 16V

SRT-8Frontal-

longitudinal8/ in V 6059 MAS

Peugeot 6073.0 V6 24V

Frontal-transversal

6/ in V 2946 MAS

Citroen C63.0 i V6

Frontal-transversal

6/ in V 2946 MAS

Infiniti Q703.6 V6 Hybrid

Frontal-longitudinal

6/ in V 3589MAS-energie electrica

Nissan President4.5 i V8 32V

Frontal-longitudinal

8/ in V 4494 MAS

Toyota Century III5.0 VVT-i V12

Frontal-longitudinal

12/ in V 4999 MAS

Rolls Royce Phantom 2015 6.7L V12

Frontal-longitudinal

12/ in V 6692 MAS

Din analiza tabelului caracteristicilor motorului se observă că cele mai multe modele sunt echipate cu motoare cu o capacitati diferite, majoritatea modelelor au motorul amplasat frontal-longitudinal numai doua modele având motorul amplasat fronta-transversal.

Din numărul total de 18 de autoturisme , 16 modele sunt echipate cu motoare cu aprindere prin scânteie iar restul de 2 sunt echipate cu motoare cu aprindere prin compresie.16dintre modelele au cilindrii dispusi in V, un singur model este echipat cu un motor cu 6 cilindrii in linie, iar un model este echipat cu motor cu 12 cilindrii in W. 1.3.7. Analiza caracteristicilor transmisiei

În tabelul 1.10. vor fi anlizate o serie de caracteristici ale transmisiei modelelor similare. Pentru aceasta analiză se va studia tipul tracţiunii si tipul scimbătorului de viteze.Tabelul 1.10. Analiza caracteristicilor transmisiei

Denumire MotorizareTractiune

autovehiculTip schimbator de viteze

Volkswagen Phaeton3.0 V6 TDI 4X4

Automata, 6 trepte tip Tiptronic

Audi A84.0 TFSI quattro 4X4

Automata, 8 trepte tip Tiptronic ZF

BMW 7er750i xDrive Steptronic

4X4Automata, 8 trepte tip

Steptronic

Jaguar XJ3.0d V6

AutomaticSpate Automata, 8 trepte

Lexus LS600h L Hybrid

AWD4X4  

Volvo S803.0 T6 AWD

automatic4X4 Automata, 6 trepte

Mercedes-Benz E-class E 500 G-Tronic Spate Automata, 7G-Tronic Plus

Mercedes-Benz S-class S 500 G-Tronic Spate Automata, 9G-Tronic

Mercedes Maybach S 500   Spate Automata, 9G-Tronic

Cadillac XTS3.6L SIDI V6

VVT   

Bentley Continental Flying Spur II

6.0 W12 4X4 Automata, 6 trepte

Chrysler 300C6.1 i V8 16V

SRT-8Spate Automata, 5 trepte

Peugeot 607 3.0 V6 24V Fata Manuala, 5 trepte

Citroen C6 3.0 i V6 Fata Automata, 6 trepte

Infiniti Q70 3.6 V6 Hybrid Spate Automata, 7 trepte

Nissan President 4.5 i V8 32V Spate Automata, 5 trepte

Toyota Century III 5.0 VVT-i V12 Spate Automata, 4 trepte

Rolls Royce Phantom 2015  6.7L V12 Spate Automata, 6 trepte

Din analiza tabelului caracteristicilor transmisiei reiese faptul ca din totalul de 18 de modele similare 17 modele dispun de o cutie automata , un singur model dispune de o cutie manuala cu 5 trepte de viteză. Trebuie adaugat faptul că 6 dintre modele au tractiune 4X4, doua modele au puntea motoare față, iar restul de 10 au puntea motoare spate.

1.3.8. Analiza sistemului de direcţie

In tabelul 1.11. sunt prezentate construcţia sistemului de direcție impreună cu tipul de servoasistare. Tabelul 1.11. Analiza sistemului de direcţieNrcrt

Model Direcţie Tip servoasistare

1 Alfa Romeo 159 Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare electrică2 Buick Verano Pinion-cremalieră Electrică3 BYD F3 Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare mecanică4 Chery A5 Pinion-cremalieră  Hidraulică-Acţionare mecanică5 Chevrolet Cruze Pinion-cremalieră  Hidraulică-Acţionare mecanică6 Fiat Linea Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare electrică7 Ford Focus Sedan Pinion-cremalieră  Electrică8 Geely Vision Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare electrică9 Honda Civic Pinion-cremalieră Electrică

10 Hyundai Elantra Pinion-cremalieră Electrică11 Kia Cerato Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare mecanică12 Mazda 3 Pinion-cremalieră  Electrică 13 Mitsubishi Lancer Pinion-cremalieră Electrică 14 Nissan Tiida Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare mecanică15 Opel Astra Classic III Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare electrică 16 Renault Fluence Pinion-cremalieră Electrică17 Seat Exeo Pinion-cremalieră Electrică18 Skoda Octavia Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionarea electrică19 Toyota Corolla Pinion-cremalieră Hidraulică-Acţionare mecanică20 Volkswagen Jetta Pinion-cremalieră Electrica21 Volvo S40 Pinion-cremalieră  Hidraulică-Acţionare electrică22 Suzuki Kizashi Pinion-cremalieră  Electrica

Din analiza tabelului 1.11. reiese faptul că toate modelele dispun de un sistem de direcţie de tip pinion cremalieră .În ceea ce priveşte tipul de servoasistare doar 10 modele dispun de un sistem de direcție servoasistat electric pe când majoritatea modelelor dispun de un sistem hidraulic din care jumătate sunt cu acţionare electrică a pompei de servodirectie , cu ajutorul unui motor electric, iar cealaltă jumatatate sunt cu aționare mecanică a pompei de servodirecţie prin intermediul curelei de la accesorii.

1.3.8. Analiza suspensiei

Tabelul 1.12. Analiza tipului de suspensie

Nr crt Model Tip punte faţă / suspensie Tip punte spate / suspensie

1 Alfa Romeo159 Independentă/ Patrulater înalt Independentă/Multilink2 Buick Verano Independentă/McPherson Independentă/Multilink

3 BYD F3 Independentă/McPherson -4 Chery A5 Independentă/McPherson -5 Chevrolet Cruze Independentă/McPherson Semirigidă/ Z link 6 Fiat Linea Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  7 Ford Focus Sedan Independentă/McPherson Independentă/Multilink8 Geely Vision Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  9 Honda Civic Independentă/McPherson Independentă/Multilink 10 Hyundai Elantra Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  

11 Kia Cerato Independentă/McPherson Independentă/Multilink 12 Mazda 3 Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  13 Mitsubishi Lancer Independentă/McPherson Independentă/Multilink 14 Nissan Tiida Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  15 Opel Astra Classic III Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil  16 Renault Fluence Independentă/McPherson Semirigidă/Paralelogram deformabil 17 Seat Exeo Independenta/Cu 4 brate Independentă/ Braţ trapezoidal18 Skoda Octavia Independentă/McPherson Independentă/Multilink

19 Toyota Corolla Independentă/McPherson Independentă/Multilink

20 Volkswagen Jetta Independentă/McPherson Independentă/Multilink

21 Volvo S40 Independentă/McPherson Independentă/Multilink

22 Suzuki Kizashi Independentă/McPherson Independentă/Multilink

Din analiza tabelului 1.12. rezultă faptul că majoritatea modelelor au puntea faţă independentă şi suspensia McPherson iar puntea spate independenta si suspensie multilink.

Franare

1.3.9. Studiul dependentelor intre parametrii modelelor similare

În continuare se vor analiza dependenţele între parametrii dimensionali si de performanţă ai modelelor similare. Acest studiu are un rol foarte important in stabilirea caracteristicilor autovehiculului din tema de proiect. Se va alege ca mărime de bază lăţimea. Laţime are o in o influenţa directă asupra stabilităţii şi a maniabilităţii autovehiculului..

Dependenţa lungimii de lăţime

Fig 1.12. Variaţia lungimii în funcţie de lăţime

Graficul din figura 1.12 reprezinta variaţia dintre lungime si ampatament. Se observă o creştere a lungimii odată cu cresterea ampatamentului.

Dependenţa ampatamentului de lăţime

Fig 1.13. Variaţia ampatamentului în funcţie de lăţime

Variaţia dintre ampatamentul autovehiculului si lăţime este prezentată in graficul din figura 1.13. Ca si in cazul lungimii, se observă o evoluţie crescătoare si uniformă a punctelor de pe grafic.

Dependenţa înălţimii de lăţime

Fig 1.14. Variaţia înălţimii în funcţie de lăţime

Evoluţia inălţimilor autovehiculelor in raport cu lăţimea este prezentată in graficul din figura 1.14. O inălţime mare a autovehiculului duce la un confort sporit dar si la o stabilitate mai redusă prin creşterea inălţimii centrului de greutate.

Dependenţa ecartamentelor de lăţimeO evoluţie proporţională a ecartamentelor in funcţie de lăţime are menirea de a asigura o bază de

rulare stabilă si o bună ţinută de drum. De asemenea se poate observa că valorile pentru ecartamentele punţii spate sunt usor mai scăzute comparativ cu cele de la puntea faţă. Prin aceasta se obăţine o creştere a spaţiului util şi deci a confortului pasagerilor locurilor spate.

Fig 1.15. Variaţia ecartamentului faţă în funcţie de lăţime

Fig 1.16. Variaţia ecartamentului spate în funcţie de lăţime

1.3. Analiza particularităţilor constructiveUrmărind caracteristicile constructive ale modelelor similare, se observă că soluţia de organizare

generală este soluţia „totul faţă”. Soluţia de organizare generală “totul în faţă” prezintă avantaje dar şi dezavantaje.

Avantaje :

Bună stabilitate a mişcării, în special pe căi umede şi în condiţii de iarnă (automobilul este „tras” şi nu „împins”);

Încărcare suficent de mare a roţilor motoare, ceea ce face ca autoturismul să aibă o capacitate destul de bună pentru urcarea pantelor când este parţial încărcat;

Tendinţă de subvirare şi stabilitate mare în viraj; Sensibilitate redusă la vânt lateral; Construcţie simplă pentru puntea din spate; Nefiind necesar tunelul pentru transmisia longitudinală sau pentru comenzi, podeaua este netedă,

oferind spaţiu şi confort sporit; Spaţiu mare pentru bagaje şi zonă de deformare suficient de mare la impact din spate;; Prin lipsa arborelui longitudinal, permite coborârea caroseriei (deci şi a centrului de masă); Distanţe scurte între organele de comandă şi grupul motor-transmisie.

Dezavantaje :

La urcarea pantelor mari roţile motoare se descarcă micşorându-se greutatea aderentă, astfel încât poate apărea pericolul ca roţile motoare să patineze;

Complicaţii constructive pentru puntea din faţă, fiind în acelaşi timp punte motoare şi de direcţie; Manevrarea mai dificilă a volanului. Posibilitatea pătrunderii gazelor de la motor în habitaclu; Uzarea mărită a pneurilor din faţă.

1.5. Determinarea poziţiei centrului de masă şi a încărcărilor la punţi

Fig. 1.24. Determinarea poziţiei centrului de greutate

Cg

z

x

xj

zg =

hg

xg = a b

zj

sens de mers

OL

G1 G2

Cg

i

Pentru a se putea determina poziţia centrului de greutate al automobilului proiectat este necesar să se cunoască poziţia centrelor de greutate ale subansamblurilor autovehiculului şi ale încărcărcăturii. În faza iniţială de realizare a schiţei de organizare generală, subansamblurile, de regulă, nu sunt încă realizate. Ca urmare, centrele lor de greutate trebuie să fie stabilite într-un mod aproximativ. Practica de proiectare a arătat că este posibil să se determine cu precizie satisfăcătoare poziţia centrului de greutate al autovehiculului procedând astfel: pentru fiecare subansamblu se caută, în vederea din profil, să se delimiteze din suprafaţa sa porţiuni care se asimilează cu dreptunghiuri sau trapeze . Pentru fiecare din suprafeţele acestor figuri se poziţionează centrul de greutate. Pentru simplitate, se consideră că centrul de greutate se află la intersecţia diagonalelor figurii respective. Fiecărei figuri i se ataşează o anumită masă, care se stabileşte potrivit cu particularităţile constructive ale subansamblului respectiv.

În cazul caroseriei se delimitează mai multe părţi, pentru fiecare din ele determinându-se poziţia centrului de greutate şi masa corespunzătoare.

1.5.1. Determinarea poziţiei centrului de masă al caroseriei

După cum s-a arătat în subcapitolul 1.3.4. masa proprie a autovehiculului este de 1280 kg şi se încadrează în clasa medie , iar caroseria împreună cu uşile şi geamurile reprezintă 45.5% din masa proprie.

Pentru aflarea centrului de greutate, caroseria a fost împărţită în patru suprafeţe care cuprind următoarele elemente ale caroseriei:

1 – bara de protecţie faţă, capota faţă, aripile faţă şi consola faţă; 2 – uşile laterale fără geamuri, podeaua; 3 – capota spate, bara de protecţie spate, consola spate; 4 – parbrizul , plafonul, geamurile laterale, luneta;

Masa distribuită a caroseriei pe cele patru suprafeţe este prezentată în tabelul 1.18.

Tabelul 1.18.Distribuirea maselor pe suprafeţeSuprafaţa Masa distribuită [kg]

1 1722 1603 1404 110

Total 582

Pentru calculul centrului de greutate al caroseriei se vor folosi următoarele formule:

, , (1.4)

unde este masa elementului , iar ( ) reprezintă coordonatele centrului de greutate al elementului.

În tabelul 1.19. s-a calculat centrul de masă cu ajutorul formulelor (1.4).

Tabelul 1.19.Centrul de grutate

-212.78 544.97

1293.902 674.4121526.02 547.72

2977.93 477.93

1168.87 1311.16

Fig. 1.25. Centrul de masă al caroseriei.

1.5.2. Determinarea centrului de masă al conducătorului Pentru o persoană aşezată pe scaun, în

standardul SR ISO 2416 se precizează poziţia

verticală faţă de punctul pe care se găseşte

centrul ei de greutate. Astfel, în cazul scaunelor fixe, această verticală este la distanţa de 50 mm

faţă de punctul , în sensul de mers, iar în cazul

scaunelor reglabile, ea se află la 100 mm distanţă de acest punct, înspre înainte.

Fig. 1.26. Determinarea centrului de greutate.

Tabelul 1.20. Poziţia relativă a centrului de masă al conducătorului

Nr. crt.

Partea corpului

Masa relativă [%] [kg] Poziţia relativă a

centrului de masăNotaţie Valoare

1 Cap 7 5,8 -

2 Trunchi 43 54,7 0,44

3 Coapsă 12 13,7 0,44

4 Gambă 5 4,9 0,42

5Laba

piciorului2 1,8 0,44

6 Braţ 3 2,3 0,47

7 Antebraţ 2 2 0,42

8 Mână 1 1 -

Cu datele şi notaţile din tabelul 1.20 şi elementele geometrice din figura 1.26, înălţimea centrului

de greutate a pasagerului faţă de punctul se determină cu relaţia:

(1.5)

În relaţia de mai sus s-au mai făcut următoarele notiţe:

– distanţa, pe verticală, de la centrul de greutate al corpului până la articulaţia

umerilor;

– distanţa de la centrul de greutate al mâinii până la articulaţia ei cu braţul, pe

direcţia braţului;

– distanţa de la centrul de greutate al labei picioruli până la articulaţia cu gamba,

pe direcţia axei;

Se pot adopta următoarele valori medii: = 260 mm, = 85 mm şi = 40 mm.

Din formula(2.2) a rezutat:

1.5.3. Determinarea centrului de masă al automobilului

Pentru a determina centrul de masă al automobilului trebuie să se ştie masa totală şi implicit masa utilă. În acest scop se va folosi formula (1.6):

(1.6)

unde:

- masa totală a autoturismului;

- masa proprie = 1280 kg;

- masa şoferului = 90 kg;

- masa unui pasager = 75 kg;

- numărul persoanelor aflate în autoturism = 5;

- masa bagajelor = 100 kg;

După înlocuirea datelor, în formula de mai sus, s-a obţinut masa totală 1770 kg, implicit masa utilă, 490 kg. Poziţia centrului de greutate se determină în două situaţii:

1) automobilul în care se află doar conducătorul, în ordinea de mers (fără pasageri sau încărcătură);

2) automobilul cu sarcina utilă maximă;

Corespunzător celor două situaţii, coordonatele centrului de greutate vor fi ( , ) şi ( ,

).

1.5.3.1. Automobilul în care se află doar conducătorul, în ordinea de mers

Tabelul 1.21. Coordonatele centrelor maselor subansamblurilor autoturismului

Cg Denumirea subansamblului [kg]

[mm] [mm] [mm]

[mm]

1 Motor complet echipat 200 -251.7341 448.0136 -50346.8 89602.722 Schimbător de viteze 29 -121.9459 312.9491 -3536.43 9075.5243 Ambreiaj 26 -243.89 320.3066 -6341.14 8327.9724 Punte faţă 10 0 394.0435 0 3940.4355 Punte spate 49 2706.6622 338.7118 132626.4 16596.886 Suspensie faţă 59 38.9248 549.3037 2296.563 32408.927 Suspensie spate 13 2842.6618 518.1914 36954.6 6736.4888 Sistem de direcţie 26 258.3624 448.7603 6717.422 11667.779 Sistem de evacuare 22 1210.9026 194.1572 26639.86 4271.45810 Sistem de frânare 32 258.3624 599.9731 8267.597 19199.1411 Baterie de acumulatori +instalatie electrică 10 -463.3186 586.5133 -4633.19 5865.13312 Radiatoare +Electroventilator 18 -720 475.1464 -12960 8552.63513 Scaune faţă 27 1353.2519 398.3604 36537.8 10755.7314 Banchetă spate 19 2194.5077 448.2211 41695.65 8516.20115 Rezervor de combustibil 61 2067.2564 284.632 126102.6 17362.5516 Roți față 28 0 304 0 851217 Roți spate 28 2650 316 74200 884818 Roată de rezervă 14 3056.2841 513.2826 42787.98 7185.95619 Caroserie,uşi şi geamuri 583 1293.902 674.412 754344.9 393182.220 Echipament auxiliar 26 3203.6629 344.0363 83295.24 8944.944

S-au calculat coordonatele centrului de greutate pentru acest caz , , cu ajutorul formulei

(1.4) şi au rezultat următoarele valori:

Fig. 1.27. Determinarea centrului de greutate în cazul 1

1.5.3.2. Automobilul cu sarcina maximă

Tabelul 1.22. Coordonatele centrelor maselor.

Cg Subansamblu [kg] [mm] [mm] [mm] [mm]

0Automobilul în care se află doar

conducătorul1370 1293.90 674.41 1772643 923942

1 Pasager faţă 75 1358.4 534.40 92476.5 51505.52 Pasageri spate 225 2176.04 607.75 489609 136743.75

3 Bagaje 100 318.39 826.56 31839 82656

Pentru cazul în care automobilul are sarcina utilă nominală, au rezultat următorele coordonate ale centrului de greutate:

8

Fig. 1.28. Determinarea centrului de greutate în cazul 2

1.5.4. Determinarea încărcărilor la punţiDistribuţia încărcărilor la punţi influenţează hotărâtor performanţele de tracţiune, stabilitatea,

maniabilitatea, şi confortul la oscilaţii. Din punct de vedere al tracţiunii, la puntea motoare încărcarea statică mare este avantajoasă. Pentru a se asigura stabilitatea şi maneabilitatea corespunzătoare trebuie ca încărcările la punţi să fie astfel încât autovehiculul să reprezinte caracter subvirator.

După aflarea coordonatelor centrului de greutate pentru cele două cazuri se vor calcula indicii ,

şi din figura 1.24 pentru cele două cazuri:

- pentru automobilul neîncărcat:

; (1.7)

- pentru automobilul cu sarcina normală:

; (1.8)

În relaţiile de mai sus s-a admis că ampatamentul rămâne acelaşi, indiferent de starea de încărcare a automobilului. În general, are loc modificarea ampatamentului, dar ea nu este semnificativă. Încărcările statice la cele două punţi corespunzătoare celor două situaţii de încărcare sunt:

, (1.9)

(1.10)

Încărcările relative sau procentuale la punţi sunt definite astfel:

(1.11)

, unde este numărul total de punţi.

Tabelul 1.22.

Starea de încărcare [%] [%]

Gol 62 38Sarcina maximă 51% 48

1.5. Alegerea anvelopelor şi stabilirea caracteristicilor acestora

Anvelopele automobilelor se fabrică într-o mare varietate de tipuri şi de dimensiuni, care se realizează în concordanţă cu anumite norme şi standarde. În ţara noastră, standardele stabilesc atât terminologia aferentă acestui domeniu, cât şi tipurile şi dimensiunile pneurilor. Pe lângă aceastea, există diferite standarde privitoare la condiţiile de fabricare şi de verificare ale pneurilor.

O caracteristică esenţială a unei anvelope o reprezintă capacitatea portantă, care este definită prin încărcarea radială maximă suportată de acesta. La această încărcare se asigură rularea în condiţii de siguranţă pentru un parcurs dat, în condiţii precizate de constructor.

Fiind alese numărul de pneuri la fiecare punte, încărcarea statică pe pneu corespunde sarcinii utile maxime calculate a automobilului va fi:

(2.9)

unde este numărul de pneuri la puntea j.

Capacitatea portantă necesară a pneului va fi:

; (2.10)

unde se alege pentru autoturisme. Din standarde, norme sau cataloage de firmă se alege pneul

cu capacitatea portantă astfel ca .

;

Tabelul 2.14. Indicele de sarcină I.S. 81 82 83 84 85 86 87 88 89

462 475 487 500 515 530 545 560 580

Indicele de sarcină s-a ales .

Viteza maximă a automobilului s-a impus în tema de proiectare şi este de 200 km/h, din tabelul 2.15 se va alege indicele de viteză.

Tabelul 2.15. Indicele de viteză I.V. F G J K L M N P Q R S T U H V W Y

V [km/h]80

90

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 240 270 300

Indicele de viteză pentru anvelopa aleasă va fi .

În urma analizei modelelor similare s-a constatat că majoritatea sunt echipate cu anvelope ce au caracteristicile următoare: 205/65R16. De aceea, pentru automobilul proiectat se vor adopta aceleaşi caracteristici.

Automobilul proiectat va dispune de următoarele anvelope şi jante:- anvelope: 205/65R16 84U- jante: 6 ½ J x 16”.