Licenta-Cap 1

48
Capitolul 1. Realizarea proiectului de organizare generală a autovehiculului şi încadrarea acestuia într- un segment de piaţă. Detalierea modului de amplasare al sistemului de propulsie electric 1.1 Alegerea modelelor similare O primă etapă în alegerea autovehiculelor similare o constituie consultarea pieţei şi alegerea unor modele similare cu cel din tema de proiect în vederea încadrării acestuia într-un segment de piaţă. Deoarece numărul de vehicule electrice este redus s-a ales un număr de 8 modele similare cu cel din tema de proiect.Alegerea modelelor similare a avut la bază următorii parametri: - autonomie: 150 km - viteză maximă: 120 km/h - sarcină utilă: 450 kg - număr de locuri: 2 În urma studiului s-au ales următoarele vehicule electrice: Modelul de referinţă ce urmează a fi proiectat îl reprezintă autovehiculul electric Fiat Doblo Electric.

description

Sistem electric de propulsie

Transcript of Licenta-Cap 1

Page 1: Licenta-Cap 1

Capitolul 1 Realizarea proiectului de organizare generală a autovehiculului şi

icircncadrarea acestuia icircntr-un segment de piaţă Detalierea modului de

amplasare al sistemului de propulsie electric

11 Alegerea modelelor similare

O primă etapă icircn alegerea autovehiculelor similare o constituie consultarea pieţei şi

alegerea unor modele similare cu cel din tema de proiect icircn vederea icircncadrării acestuia icircntr-un

segment de piaţă

Deoarece numărul de vehicule electrice este redus s-a ales un număr de 8 modele similare

cu cel din tema de proiectAlegerea modelelor similare a avut la bază următorii parametri

- autonomie 150 km

- viteză maximă 120 kmh

- sarcină utilă 450 kg

- număr de locuri 2

Icircn urma studiului s-au ales următoarele vehicule electrice

Modelul de referinţă ce urmează a fi proiectat icircl reprezintă autovehiculul electric Fiat Doblo

Electric

Este necesară o analiză a altor modele

similare pentru a se putea observa

elementele comune ale acestor

autovehicule şi tendinţa lor spre anumiţi

parametri

Fiat Doblo Electric (Figura11) face

parte din categoria autoutilitarelor de

caroserie furgon avacircnd un sistem de

propulsie electric cu o autonomie de 150 km şi o viteză maximă de 120 kmh Sarcina utilă este

de 500 kg

Figura 11 Fiat Doblo Electric[1]

Fiat Fiorino Electric este unul din

autovehiculele electrice care se

icircncadrează icircn categoria autovehiculelor

de tip autoutilitară furgon cu o sarcină

utilă de 537 de kg (Figura 12)

Figura 12 Fiat Fiorino Electric[1]

Prin analiza principalelor caracteristici

ale modelelor similare se obţin

informaţii care oferă o imagine de

ansamblu şi nişte limite icircn care acesta

trebuie să se icircncadreze Ford Transit

Connect Electric este tot un autovehicul

de tip autoutilitară furgon cu o sarcină

utilă de 460 kg (Figura 13)

Figura 13 Ford Transit Connect Electric[2]

Peugeot eBipper face parte tot din clasa autovehiculului autoutilitară de caroserie furgon avacircnd

2 locuri și o sarcină utilă de 375 de kg (Figura 14)

Figura 14 Peugeot eBipper[3]

Tot Peugeot mai are un autovehicul din clasa

autoutilitară de caroserie furgon și o sarcină

utilă de 350 kg şi anume modelul electric

ePartner (Figura 15)

Figura 15 Peugeot ePartner[3]

Renault Kangoo ZE (Figura 16)

face parte tot din categoria

autovehiculelor autoutilitare de

caroserie furgon avacircnd o sarcină

utilă de 650 kg 2 locuri şi o viteză

maximă de 130 kmh

Figura 16 Renault Kangoo

ZE[4]

Nissan e-NV200 este o autoutilitară de caroserie furgon cu o sarcină utilă de 700 kg cu 2 locuri

și o autonomie de 170 kmh

Figura 17 Nissan e-NV200[5]

Figura 18 Citroeumln Berlingo Electric[6]

Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către

serviciul poştal francez

Figura 19 Ford Ecostar Electric

Ford Ecostar a fost o maşină electrică experimentală sub forma unui mic van livrare fabricat icircntre

anii 1992-1996 şi avea o baterie de sodiu-sulf icircn podea care cacircntărea 354 kg Bateria alimenta un

motor electric trifazat amplasat sub capotă

12 Analiza principalilor parametrii ai modelelor similare alese

Icircn urma studiului realizat s-au ales şi s-au centralizat principalii parametrii dimensionali masici

şi de performanţă icircn vederea stabilirii parametrilor autovehiculului ce urmează a fi proiectat

121 Analiza modelelor similare după autonomie viteza maximă capacitatea bateriei timp de

icircncărcare şi puterea maximă

Icircn urma analizei modelelor similare și a datelor tehnice furnizate de site-urile oficiale ale

producătorilor a fost icircntocmit tabelul 11 cu date tehnice despre autonomia autovehiculului

viteza maximă și capacitatea bateriei

Tabelul 11 Date tehnice ale modelelor similare alese

Număr autovehicul

Model Autonomie[km]

Viteza maximă [km]

Capacitatea bateriei[kWh]

Timp de icircncărcare [h]

Puterea maximă[kW]

1 Fiat Doblo Electric

150 120 43 8 50

2 Fiat Fiorino Electric

140 115 39 8 56

3 Ford Transit Connect Electric

130 120 28 8 40

4 Peugeot eBipper

120 100 20 85 40

5 Peugeot ePartner

120 100 27 9 35

6 Renault Kangoo ZE

140 130 22 8 44

7 Nissan e-NV200

170 150 45 10 50

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 2: Licenta-Cap 1

propulsie electric cu o autonomie de 150 km şi o viteză maximă de 120 kmh Sarcina utilă este

de 500 kg

Figura 11 Fiat Doblo Electric[1]

Fiat Fiorino Electric este unul din

autovehiculele electrice care se

icircncadrează icircn categoria autovehiculelor

de tip autoutilitară furgon cu o sarcină

utilă de 537 de kg (Figura 12)

Figura 12 Fiat Fiorino Electric[1]

Prin analiza principalelor caracteristici

ale modelelor similare se obţin

informaţii care oferă o imagine de

ansamblu şi nişte limite icircn care acesta

trebuie să se icircncadreze Ford Transit

Connect Electric este tot un autovehicul

de tip autoutilitară furgon cu o sarcină

utilă de 460 kg (Figura 13)

Figura 13 Ford Transit Connect Electric[2]

Peugeot eBipper face parte tot din clasa autovehiculului autoutilitară de caroserie furgon avacircnd

2 locuri și o sarcină utilă de 375 de kg (Figura 14)

Figura 14 Peugeot eBipper[3]

Tot Peugeot mai are un autovehicul din clasa

autoutilitară de caroserie furgon și o sarcină

utilă de 350 kg şi anume modelul electric

ePartner (Figura 15)

Figura 15 Peugeot ePartner[3]

Renault Kangoo ZE (Figura 16)

face parte tot din categoria

autovehiculelor autoutilitare de

caroserie furgon avacircnd o sarcină

utilă de 650 kg 2 locuri şi o viteză

maximă de 130 kmh

Figura 16 Renault Kangoo

ZE[4]

Nissan e-NV200 este o autoutilitară de caroserie furgon cu o sarcină utilă de 700 kg cu 2 locuri

și o autonomie de 170 kmh

Figura 17 Nissan e-NV200[5]

Figura 18 Citroeumln Berlingo Electric[6]

Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către

serviciul poştal francez

Figura 19 Ford Ecostar Electric

Ford Ecostar a fost o maşină electrică experimentală sub forma unui mic van livrare fabricat icircntre

anii 1992-1996 şi avea o baterie de sodiu-sulf icircn podea care cacircntărea 354 kg Bateria alimenta un

motor electric trifazat amplasat sub capotă

12 Analiza principalilor parametrii ai modelelor similare alese

Icircn urma studiului realizat s-au ales şi s-au centralizat principalii parametrii dimensionali masici

şi de performanţă icircn vederea stabilirii parametrilor autovehiculului ce urmează a fi proiectat

121 Analiza modelelor similare după autonomie viteza maximă capacitatea bateriei timp de

icircncărcare şi puterea maximă

Icircn urma analizei modelelor similare și a datelor tehnice furnizate de site-urile oficiale ale

producătorilor a fost icircntocmit tabelul 11 cu date tehnice despre autonomia autovehiculului

viteza maximă și capacitatea bateriei

Tabelul 11 Date tehnice ale modelelor similare alese

Număr autovehicul

Model Autonomie[km]

Viteza maximă [km]

Capacitatea bateriei[kWh]

Timp de icircncărcare [h]

Puterea maximă[kW]

1 Fiat Doblo Electric

150 120 43 8 50

2 Fiat Fiorino Electric

140 115 39 8 56

3 Ford Transit Connect Electric

130 120 28 8 40

4 Peugeot eBipper

120 100 20 85 40

5 Peugeot ePartner

120 100 27 9 35

6 Renault Kangoo ZE

140 130 22 8 44

7 Nissan e-NV200

170 150 45 10 50

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 3: Licenta-Cap 1

Peugeot eBipper face parte tot din clasa autovehiculului autoutilitară de caroserie furgon avacircnd

2 locuri și o sarcină utilă de 375 de kg (Figura 14)

Figura 14 Peugeot eBipper[3]

Tot Peugeot mai are un autovehicul din clasa

autoutilitară de caroserie furgon și o sarcină

utilă de 350 kg şi anume modelul electric

ePartner (Figura 15)

Figura 15 Peugeot ePartner[3]

Renault Kangoo ZE (Figura 16)

face parte tot din categoria

autovehiculelor autoutilitare de

caroserie furgon avacircnd o sarcină

utilă de 650 kg 2 locuri şi o viteză

maximă de 130 kmh

Figura 16 Renault Kangoo

ZE[4]

Nissan e-NV200 este o autoutilitară de caroserie furgon cu o sarcină utilă de 700 kg cu 2 locuri

și o autonomie de 170 kmh

Figura 17 Nissan e-NV200[5]

Figura 18 Citroeumln Berlingo Electric[6]

Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către

serviciul poştal francez

Figura 19 Ford Ecostar Electric

Ford Ecostar a fost o maşină electrică experimentală sub forma unui mic van livrare fabricat icircntre

anii 1992-1996 şi avea o baterie de sodiu-sulf icircn podea care cacircntărea 354 kg Bateria alimenta un

motor electric trifazat amplasat sub capotă

12 Analiza principalilor parametrii ai modelelor similare alese

Icircn urma studiului realizat s-au ales şi s-au centralizat principalii parametrii dimensionali masici

şi de performanţă icircn vederea stabilirii parametrilor autovehiculului ce urmează a fi proiectat

121 Analiza modelelor similare după autonomie viteza maximă capacitatea bateriei timp de

icircncărcare şi puterea maximă

Icircn urma analizei modelelor similare și a datelor tehnice furnizate de site-urile oficiale ale

producătorilor a fost icircntocmit tabelul 11 cu date tehnice despre autonomia autovehiculului

viteza maximă și capacitatea bateriei

Tabelul 11 Date tehnice ale modelelor similare alese

Număr autovehicul

Model Autonomie[km]

Viteza maximă [km]

Capacitatea bateriei[kWh]

Timp de icircncărcare [h]

Puterea maximă[kW]

1 Fiat Doblo Electric

150 120 43 8 50

2 Fiat Fiorino Electric

140 115 39 8 56

3 Ford Transit Connect Electric

130 120 28 8 40

4 Peugeot eBipper

120 100 20 85 40

5 Peugeot ePartner

120 100 27 9 35

6 Renault Kangoo ZE

140 130 22 8 44

7 Nissan e-NV200

170 150 45 10 50

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 4: Licenta-Cap 1

Nissan e-NV200 este o autoutilitară de caroserie furgon cu o sarcină utilă de 700 kg cu 2 locuri

și o autonomie de 170 kmh

Figura 17 Nissan e-NV200[5]

Figura 18 Citroeumln Berlingo Electric[6]

Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către

serviciul poştal francez

Figura 19 Ford Ecostar Electric

Ford Ecostar a fost o maşină electrică experimentală sub forma unui mic van livrare fabricat icircntre

anii 1992-1996 şi avea o baterie de sodiu-sulf icircn podea care cacircntărea 354 kg Bateria alimenta un

motor electric trifazat amplasat sub capotă

12 Analiza principalilor parametrii ai modelelor similare alese

Icircn urma studiului realizat s-au ales şi s-au centralizat principalii parametrii dimensionali masici

şi de performanţă icircn vederea stabilirii parametrilor autovehiculului ce urmează a fi proiectat

121 Analiza modelelor similare după autonomie viteza maximă capacitatea bateriei timp de

icircncărcare şi puterea maximă

Icircn urma analizei modelelor similare și a datelor tehnice furnizate de site-urile oficiale ale

producătorilor a fost icircntocmit tabelul 11 cu date tehnice despre autonomia autovehiculului

viteza maximă și capacitatea bateriei

Tabelul 11 Date tehnice ale modelelor similare alese

Număr autovehicul

Model Autonomie[km]

Viteza maximă [km]

Capacitatea bateriei[kWh]

Timp de icircncărcare [h]

Puterea maximă[kW]

1 Fiat Doblo Electric

150 120 43 8 50

2 Fiat Fiorino Electric

140 115 39 8 56

3 Ford Transit Connect Electric

130 120 28 8 40

4 Peugeot eBipper

120 100 20 85 40

5 Peugeot ePartner

120 100 27 9 35

6 Renault Kangoo ZE

140 130 22 8 44

7 Nissan e-NV200

170 150 45 10 50

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 5: Licenta-Cap 1

Figura 19 Ford Ecostar Electric

Ford Ecostar a fost o maşină electrică experimentală sub forma unui mic van livrare fabricat icircntre

anii 1992-1996 şi avea o baterie de sodiu-sulf icircn podea care cacircntărea 354 kg Bateria alimenta un

motor electric trifazat amplasat sub capotă

12 Analiza principalilor parametrii ai modelelor similare alese

Icircn urma studiului realizat s-au ales şi s-au centralizat principalii parametrii dimensionali masici

şi de performanţă icircn vederea stabilirii parametrilor autovehiculului ce urmează a fi proiectat

121 Analiza modelelor similare după autonomie viteza maximă capacitatea bateriei timp de

icircncărcare şi puterea maximă

Icircn urma analizei modelelor similare și a datelor tehnice furnizate de site-urile oficiale ale

producătorilor a fost icircntocmit tabelul 11 cu date tehnice despre autonomia autovehiculului

viteza maximă și capacitatea bateriei

Tabelul 11 Date tehnice ale modelelor similare alese

Număr autovehicul

Model Autonomie[km]

Viteza maximă [km]

Capacitatea bateriei[kWh]

Timp de icircncărcare [h]

Puterea maximă[kW]

1 Fiat Doblo Electric

150 120 43 8 50

2 Fiat Fiorino Electric

140 115 39 8 56

3 Ford Transit Connect Electric

130 120 28 8 40

4 Peugeot eBipper

120 100 20 85 40

5 Peugeot ePartner

120 100 27 9 35

6 Renault Kangoo ZE

140 130 22 8 44

7 Nissan e-NV200

170 150 45 10 50

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 6: Licenta-Cap 1

8 Citroeumln Berlingo

140 110 39 9 28

Icircn tabelul 11 sunt prezentate modele similare alese icircn funcţie de autonomia viteza

maximă icircn palier și capacitatea bateriei Se observă cum autonomia variază de la 100 la 170 km

viteza maximă de la 100 la 150 kmh și capacitatea bateriei de la 20 la 45 kWh

122 Analiza modelelor similare icircn funcţie de parametri masici

Icircn urma consultării site-urilor producătorilor de autovehicule au fost extrase şi

centralizate icircn Tabelul 12 masa utilă masa proprie masa totală autorizată şi masa liniară

Tabelul 12 Principalii parametri masici

Număr autovehicul

Model Masa utilă[kg]

Masa proprie [kg]

Masa totală autorizată [kg]]

Masa liniară [kgmm]

1 Fiat Doblo Electric

500 1990 2490 046

2 Fiat Fiorino Electric

480 1700 2180 043

3 Ford Transit Connect Electric

460 2270 2730 049

4 Peugeot eBipper

375 1700 2075 043

5 Peugeot ePartner

350 2185 2535 049

6 Renault Kangoo ZE

650 2120 2770 050

7 Nissan e-NV200

700 2350 3050 051

8 Citroeumln Berlingo

500 1950 2450 048

Masa liniară a fost calculată cu relația 11[8]

Masa liniară=Masa proprie

Lungimea[kgmm] (11)

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 7: Licenta-Cap 1

Se poate observa icircn Tabelul 12 cum masa utilă variază de la 350 la maxim 700 kg și masa

proprie variază de la 2075 la 3050 kg

Pe baza tabelului 12 se vor realiza următoarele histograme pentru a se observa variaţia

parametrilor de la un model la altul şi pentru a se observa numărul cel mai mare de modele

similare care au aceşti parametri

1 Histograma H1- Masa utilă a autovehiculelor

350-450 450-550 550-650 650-750 Masa utilă[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

1

4

1 1

Variaţia masei utile

Nr Modele

Din Histograma 1 se observă că cele mai multe modele similare au masa utilă cuprinsă icircntre

valorile 450-550 kg

2 Histograma H2- Masa proprie a autovehiculelor

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 8: Licenta-Cap 1

1600-1900 1900-2200 2200-2500 Masa proprie[kg]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

2

Variaţia masei proprii

Nr Modele

Din Histograma 2 se observă că cele mai multe modele similare au masa proprie cuprinsă icircntre

valorile 1900-2200 kg

123 Analiza principalilor parametrii dimensionali şi a numărului de locuri

Icircn Tabelul 13 au fost extrase și centralizate dimensiunile exterioare şi dimensiunile care

reflectă organizarea generală a autovehiculelor precum şi numărul de locuri al fiecărui

autovehicul

Tabelul 13 Parametrii dimensionali şi numărul de locuri ale autovehiculelor similare

Model Lungimea totală[mm]

Lătimea totală[mm]

Icircnălţimea totală[mm]

Ampatament[mm]

Ecartament faţăspate[mm]

Garda la sol[mm]

Consola faţăspate[mm]

Nr de locuri

1 Fiat Doblo Electric

4253 1831 1722 2583 14951500 163 900790 2

2 Fiat Fiorino Electric

3865 1720 1715 2195 13901410 150 820730 2

3 Ford Transit Connect Electric

4597 2014 1956 2664 15051552 160 861749 2

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 9: Licenta-Cap 1

4 Peugeot eBipper

3864 2019 1721 2500 13901410 150 805705 2

5 Peugeot ePartner

4380 2112 1828 2550 14901420 165 810715 2

6 Renault Kangoo ZE

4213 1829 1805 2695 15211533 160 807709 2

7 Nissan e-NV200

4560 2011 1858 2725 15601575 165 846790 2

8 Citroeumln Berlingo

4628 1810 1801 2690 14201440 160 820600 2

Din Tabelul 13 se poate observa cum ecartamentul spate este mai mare decacirct

ecartamentul faţă pentru a se crea un spaţiu de icircncărcare cacirct mai mare Garda la sol variază de la

150 la 160 mm Ampatamentul are valori ce depăşesc 2000 mm pacircnă la maxim 2725 mm

Lungimea variază de la 3865 pacircnă la 4597 mm iar lăţimea de la 1720 pacircnă la 2112 mm

3 Histograma H3- Lungimea totală a autovehiculelor

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 10: Licenta-Cap 1

3800-4200 4200-4600 4600-5000 Lungime totală [mm]0

1

2

3

4

5

6

1

5

1

Variaţia lungimii totale

Nrmodele

Din Histograma 3 se observă că cele mai multe modele similare au lungimea cuprinsă icircntre

valorile 4200 ndash 4600 mm

4 Histograma H4- Lățimea totală a autovehiculelor

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 11: Licenta-Cap 1

1500-1800 1800-2100 2100-2400 Lăţime totală[mm]0

1

2

3

4

5

6

7

0

6

1

Variaţia lăţimii autovehiculelor

Nrmodele

Din Histograma 4 se observă că cele mai multe modele similare au lățimea totală cuprinsă icircntre

1800-2100 mm

5 Histograma H5- Icircnălţimea totală a autovehiculelor

1660-1760 1760-1860 1860-1960 Inaltimea [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

2

4

1

Variaţia icircnălţimii totale a autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 5 se observă că cele mai multe modele similare au icircnălţimea cuprinsă icircntre

1760-1860 mm

6 Histograma H6- Ampatamentul autovehiculelor

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 12: Licenta-Cap 1

2200-2400 2400-2600 2600-2800 Ampatament [mm]0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

0

3

4

Variaţia ampatamentului autovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 6 se observă că cele mai multe modele similare au ampatamentul cuprins icircntre

2400-2600 mm

7 Histograma H7- Ecartament faţă

1260-1360 1360-1460 1460-1560 Ecartament faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

2

5

Variaţia ecartamentului faţă

Nr Modele

Din Histograma 7 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul faţă cuprins

icircntre 1460-1560 mm

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 13: Licenta-Cap 1

8 Histograma H8- Ecartamentul spate

1340-1420 1420-1500 1500-1580 Ecartament spate[mm]

0

05

1

15

2

25

3

35

2 2

3

Variaţia ecartamentului spate a au-tovehiculelor

Nr Modele

Din Histograma 8 se observă că cele mai multe modele similare au ecartamentul spate cuprins

icircntre 1500-1580 mm

9 Histograma H9- Garda la sol

145-155 155-165 165-175 Garda la sol [mm]0

1

2

3

4

5

6

7

1

6

0

Garda la sol

Nr Modele

Din Histograma 9 se observă că cele mai multe modele similare au garda la sol cuprinsă icircntre

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 14: Licenta-Cap 1

155-165 mm

10 Histograma H10- Consola faţă

750-800 800-850 850-900 Consola faţă [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola faţă

Nr Modele

Din Histograma 10 se observă că cele mai multe modele similare au consola faţă cuprinsă icircntre

valorile 800-850 mm

11 Histograma H11- Consola spate

650-700 700-750 750-800 Consola spate [mm]0

1

2

3

4

5

6

0

5

2

Consola spate

Nr Modele

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 15: Licenta-Cap 1

Din Histograma 11 se observă că cele mai multe modele similare au consola spate cuprinsă icircntre

valorile 700-750 mm

13 Stabilirea tipului de automobil ce se va proiecta

Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de

autovehicul cu caracteristicile sale ce urmează să fie proiectat Pentru acesta se alege un model

preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina icircn proiectarea automobilului impus prin temă

Se va proiecta un autoturism cu tipul de caroserie furgon cu 2 locuri tracțiune faţă

sistem de propulsie electric viteza maximă constructivă de 120 kmh cu sarcina utilă de 450 kg

și o autonomie de 150 km

Determinarea parametrilor dimensionali și masici ai autovehiculului se va face prin

metoda intervalului de icircncredere

Etapele metodei intervalului de icircncredere[10]

a) Calculul mediei valorilor cunoscute de la modelele similare alese pentru parametrul xj

(12)

icircn care xj este valoarea cunoscută a parametrului de la modelul j iar Nms este numărul de

modele similare la care se cunoaște valoarea parametrului x

b) Calculul abaterii medii pătratice a valorilor parametrului respectiv

(13)

c) Calculul coeficientului de variație al valorilor parametrului respectiv

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 16: Licenta-Cap 1

(14)

d) Determinarea intervalului de icircncredere pe baza inegalității

k=Nms-1 (15)

(16)

t(0958)=2306 [4tab IV] (17)

e) Alegerea valorii parametrului din interval xϵIx

131 Alegerea principalilor parametrii dimensionali exterior

Icircn urma calculelor efectuate au rezultat următorii parametrii dimensionali prezenţi icircn Tabelul 14

Tab 14 Valoarea principalilor parametri dimensionali exteriori

ParametruValori

xj

[mm]

Valoare medie [mm]

Abaterea medie

pătraticăSx[mm]

Coeficientul de variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[mm]

Lungimea totală

4253

3865

4597

3864

4380

4213

4560

4628

4295 306 714 4038-45514295

Lăţimeatotală

1831

1720

2014

1918 137 716 1803-2033 1969

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 17: Licenta-Cap 1

2019

2112

1892

2011

1810

Icircnălțimeatotală

1722

1715

1956

1721

1828

1805

1858

1801

1800 82 460 1731-1870 1792

Ampatamentul

2583

2195

2664

2500

2550

2695

2725

2690

2575 172 6702430-2719 2673

Ecartament faţă

1495

1390

1505

1390

1490

1471 63 431 1418-1524 1505

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 18: Licenta-Cap 1

1521

1560

1420

Ecartament spate

1500

1410

1552

1410

1420

1533

1575

1440

1480 68 459 1423-1536 1522

Consola faţă

900

820

861

805

810

807

846

820

833 33 399 805-861 831

Consola spate 790

730

749

705

715

709

790

723 60 832 673-774 743

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 19: Licenta-Cap 1

600

S-a folosit metoda intervalului de icircncredere și s-au ales următoarele valori pentru automobilul

ce se va proiecta

Lungimea totală 4295

Lățimea 1969

Icircnălţimea 1792

Ampatament 2673

Ecartament faţă 1505

Ecartament spate 1522

Consola faţă 831

Consola spate 743

132 Alegerea principalilor parametrii masici

Tabelul 15 Repartiţia masei liniare pentru modele similare

ParametruValori

xj

[kg]

Valoare

medie [kg]

Abaterea medie

pătraticăSx[kg]

Coeficientul de

variație al valorilor

Cvx

Intervalul de icircncredere

Ix

xales

[kgmm]

Masa proprieliniară

046043049043049050051048

047 004 647 044-050047

Deoarece masa proprie m0 a autovehicului ales este de 1990 kg se alege pentru autovehiculul ce

urmează a fi proiectat o masă proprie de 2018 kg

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 20: Licenta-Cap 1

Masa totală a autovehicului este [9]

ma=mu+m0[kg ] (19)

mu ndash masă utilă

ma- masă totală

ma= 2018+450=2568 kg

14 Determinarea formei și a spațiului util inclusiv a interiorului spațiului de conducere

141 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor

Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea următoarelor

caracteristici dimensionale

a) Organizarea şi dimensiunile postului de conducere

b) Amplasarea scaunului pentru pasager şi dimensiunile acestuia

c) Dimensiunile volumului util (furgon)

d) Dimensiunile impuse de construcţia şi organizarea automobilului Organizarea şi

dimensiunile postului de conducere amplasarea scaunului pentru pasager se stabilesc şi se

verifică cu ajutorul manechinului bidimensional rdquo[11]

142 Manechinul bidimensional şi postul de conducere

Manechinul bidimensional se execută la scară din folie de dural sau plastic acrilic şi reprezintă

conturul fizic al unui adult de sex masculin

Sunt folosite trei manechine diferențiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gambă

şi lt pentru coapsă deoarece s-a constatat că dimensiunile torsului variază nesemnificativ Cele

trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10 50 90 procente Semnificaţia acestui

procentaj este următoarea pentru manechinul cu procentaj 90 icircnseamnă că dintr-un număr de

adulţi 90 dintre ei au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 50 50

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin pentru manechinul cu procentaj 10 10

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 21: Licenta-Cap 1

din numărul de adulţi au lungimile segmentelor ls şi lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile

corespunzătoare acestei tipodimensiuni de manechin Numărul de adulți s-a stabilit dupa criterii

staticerdquo[11]

Tabel 16 Tipodimensiunile manechinelor bidimensionale[11]

Tipodimensiunea manechinului

[procentaje]

10 50 90

ls [mm] 390 417 444

lt [mm] 408 432 456

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 22: Licenta-Cap 1

Figura 110 Dimensiunile manechinului 50

Figura 111 Dimensiunile manechinului 90

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 23: Licenta-Cap 1

Poziţia manechinului pe scaunul șoferului este definită de dimensiunile a și b (poziţia

articulației H a şoldului faţă de partea verticală a panoului despărţitor de compartimentul

motorului respectiv faţă de podea) de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun și verticala

şi δ care reprezintă unghiurile principalelor articulaţii (şold genunchi şi respectiv gleznă) ale

manechinului bidimensional Manechinul icircn această poziţie este prezentat icircn figura de mai sus

Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde

icircntreaga gamă de dimensiuni ale posibilului conducător auto Icircn figura 112 sunt prezentate

dimensiunile din amenajarea interioară a autoturismelor

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 24: Licenta-Cap 1

Figura 112 Amenajarea interioară a postului de conducere

Tabelul de valori recomandate pentru α β γ δ

Tabel 17 Amenajarea interioară a autoturismelor[11]

Tipul automobilului Autocamion Autoturism

α 20-30 20-30

β 95-120 60-110

γ 95-120 80-170

δ 90-110 75-130

bdquoCaroseria de securitaterdquo se obţine prin următoarele măsuri rigidizarea construcţiei fără

reducerea vizibilităţii folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan şi pereţii laterali

montarea unor macircnere pentru uşi şi macarale pentru geamuri fără proeminenţe montarea unor

bdquoair-bagrdquo-uri frontale şisau laterale tapisarea butucului volanului a bordului şi a parasolarelor

folosirea unei coloane de direcţie telescopice şi a unui volan uşor deformabil icircn direcţie axială

montarea parbrizului astfel icircncacirct la deformarea caroseriei geamul să sară icircn exteriorul

automobilului

Dimensiunile principale ale postului de conducere şi limitele de amplasare a organelor de

comandă manuală la autoturisme şi vehicule utilitare se aleg conform STAS 66891-81 astfel

icircncacirct acestea să fie icircn permanenţă icircn raza de acţiune determinată de dimensiunile antropometrice

ale conducătorului

Icircn figura 111 sunt prezentate după recomandarile STAS 12613-88 dimensiunile postului

de conducere iar icircn tabelul 18 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor mărimi

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 25: Licenta-Cap 1

Tabel 18 Limitele de modificare ale dimensiunilor postului de conducere[11]

Nr crt DimensiuneaLimita de modificare

Valoarea aleasă

1Unghiul de icircnclinare

spre icircnapoi β9hellip33 14

2Distanța verticală de la

punctul R la punctul călcacirciului Hz[mm]

130hellip320 320

3Cursa orizontală a

punctului R[mm] HxMin 130 770

4Diametrul volanului

D[mm]330hellip600 330

5Unghiul de icircnclinare al

volanului α10hellip70 45

6Distanța orizontală

icircntre centrul volanului Wx

660hellip152 654

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 26: Licenta-Cap 1

7

Distanța verticală icircntre centrul volanului și punctul călcacirciului

Wz[mm]

530hellip838 530

Figura 113 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere

15 Icircntocmirea schiţei de organizare generală a autovehiculului

Pentru icircntocmirea schiţei de organizare generală se desenează autovehiculul ce urmează a

fi proiectat cu programul AutoCAD 2D la o scară standardizată 110 după dimensiunile stabilite

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 27: Licenta-Cap 1

anterior şi se cotează pe desen Se realizează 4 vederi din faţă din spate din lateral şi de sus

(Anexa 1)

Principalele subansambluri se simbolizează si se desenează icircn raport cu un sistem de

coordonate xOz avacircnd centrul la intersecţia dintre calea de rulare si perpendiculara dusă tangent

la partea din faţă a autovehiculului pe calea de rulare pentru a se putea observa amplasarea

acestora şi dimensiunile spaţiului destinat acestora De precizat este soluţia de organizare care icircn

acest caz este totul faţărdquo

16 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului

Centrul de greutate influenţează manevrabilitatea autovehiculului şi stabilitatea acestuia

ceea ce icircnseamnă că este foarte important din punct de vedere al dinamicităţii autovehiculelor

Pentru determinarea poziţiei centrului de greutate se foloseşte metoda discretizării care

constă icircn asocierea subansamblurilor autovehiculului cu forme geometrice simple (cercuri

pătrate triunghiuri dreptunghiuri) iar intersecţia diagonalelor formelor geometrice sunt

considerate centrele de greutate Determinarea centrului de greutate al autovehiculului se

realizează icircn două situaţii autovehiculul icircn ordine de mers (motorul complet echipat plus

şoferul) şi la sarcină utilă maximă

Motorul electric este dispus transversal deasupra punţii faţă icircmpreună cu

variatorul diferenţialul şi reductorul astfel se foloseşte soluţia totul faţărdquo Bateriile se vor

poziţiona icircntre cele două punţi mai precis de sub scaunele din faţă pacircnă aproape de puntea spate

Roata de rezervă se poziţionează icircn consola spate Este nevoie şi de o baterie de 12V pentru

alimentarea consumatorilor luminile de la bord faruruile stopurile etc Pentru aflarea centrului

de masă al automobilului este necesar să se afle centrul de masă al fiecărui subansamblu şi

centrul de masă al caroseriei atacirct la sarcină utilă nulă cacirct şi la sarcină utilă maximă

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 28: Licenta-Cap 1

Centrul de greutate al automobilului este dat de relaţiile (110) [12] şi (111)[12] icircn care mj este

masa subansamblului j icircn kilograme iar xj şi zj sunt coordonatele centrului de greutate al

subansamblului j faţă de sistemul de referinţă XOZ ales icircn milimetri

(110) şi (111)

Icircn figura 114 este prezentată discretizarea principalelor subansambluri ale

autovehiculului Se ţine cont că la discretizare toate celelalte componente care se găsesc pe

autovehicul fac parte din caroserie aşadar la calcularea centrului de greutate şi la estimarea

masei se adaugă la caroserie

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 29: Licenta-Cap 1

Figura 114 Discretizarea principalelor subansambluri ale autovehiculului

Icircn tabelul 19 sunt prezentate formele elementelor discretizate

Tabelul 19 Discretizarea subansamblelor autovehiculului

Elementul discretizat

Forma Simbolizarea centrului de greutate specific subansamblului

Caroseria G11

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 30: Licenta-Cap 1

Roată de rezervă G1

Punte spate

G2

Roţi spate

G3

Bateria

G4

Punte faţă

G6

Roţi faţă

G5

Reductorul

G7

Variatorul

G9

Icircncărcătorul

G10

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 31: Licenta-Cap 1

Motor electric

G8

Tabelul 110 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Pozițiasubansamblului

Nrcrt Denumire subansamblu Masa [kg] X Z mX mZ1 Caroseria 1175 21379 8961 25120325 105291752 Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 8394753 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 102205 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11 Motor electric 51 5937 4473 302787 22812312 Conducător 75 18649 9221 1398675 691575

Total 2018 430961455 14423803

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg= 2135586992 mmZg= 7147573092 mm

După cum se observă centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers se află pe

axa X la 213559 mm faţă de partea cea mai din faţă a autovehicului și pe axa Z la 71476 mm

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 32: Licenta-Cap 1

Figura 115 Centrul de greutate al autovehiculului icircn ordine de mers

Tabelul 111 Determinarea centrului de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

Nrcrt

Denumire subansamblu

Masa [kg] X Z mX mZ

1 Caroseria 1175 21379 8961 2512033 1052918

2Roata de rezervă 175 3882 4797 67935 839475

3 Punte spate 60 35128 4659 210768 279544 Roți spate 35 3510 292 122850 10220

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 33: Licenta-Cap 1

5 Bateria 435 25292 3978 1100202 1730436 Punte față 80 8303 4573 66424 365847 Roți față 35 8328 292 29148 102208 Reductor 27 7144 4077 192888 1100799 Variator 65 5891 6658 382915 43277

10 Icircncărcător 21 3329 7496 69909 157416

11Motor electric 51 5937 4473 302787 228123

12 Conducător 75 18649 9221139867

5 691575

13 Pasager 75 18649 9221139867

5 69157514 Masa utilă 375 32973 10939 1236488 4102125

Total 2468 5685970 1921750

Icircn acest caz se consideră masa utilă şi pasagerul

x- cota pe axa X a subansamblului [mm]

z- cota pe axa Z a subansamblului [mm]

mx- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa X [mmkg]

mz- produsul dintre masa subansamblului și cota pe axa Z [mmkg]

Xg1= 2303877mmZg1= 778667mm

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 34: Licenta-Cap 1

După cum se observă poziţia centrului de greutate se modifică odată cu icircncărcarea

autovehicului aşadar la sarcină utilă maximă centrul de greutate are coordonatele pe X 230387

mm şi pe Z 77866 mm Centrul de greutate s-a deplasat mai sus şi mai spre partea din spate a

autovehicului

Figura 116 Centrul de greutate al autovehiculului la sarcină utilă maximă

17 Determinarea icircncărcărilor pe punţi

Determinarea icircncărcărilor pe punţi se realizează icircn cele două cazuri

-autovehiculul icircn ordine de mers

-autovehiculul la sarcină utilă maximă

171 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află icircn ordine de mers

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor se folosesc formulele[12]

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 35: Licenta-Cap 1

G10=G 0 ∙b0

L[daN ] (112)

G20=G0 ∙a0

L[daN ] (113)

unde

G10 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

G20 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este gol [daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b0 ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

G0 = mn g = 2018 981 = 1979658 daN

mn ndash masa autovehiculului icircn ordine de mers [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G10=1979 ∙13752673

=101801 daN

G20=1979∙13012673

=96321 daN

G10 [ ]=1018∙1001979

=5144

G20 [ ]=96321∙100

1979=4856

Din distribuţia icircncărcărilor pe punţi se observă că puntea faţă este mai icircncărcată şi acest

lucru era de aşteptat deoarece soluţia de organizare generală este totul faţărdquo

172 Determinarea icircncărcărilor pe punţi cacircnd autovehiculul se află la sarcină utilă maximă

Pentru a se determina valorile icircncărcărilor punţilor la sarcină utilă maximă se folosesc

formulele[12]

G1=Ga ∙bL

[daN ] (114)

G2=Ga ∙aL

[daN ] (115)

unde

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 36: Licenta-Cap 1

G1 ndash icircncărcarea punţii faţă atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă [daN]

G2 ndash icircncărcarea punţii spate atunci cacircnd autovehiculul este icircncărcat cu sarcina utilă maximă

[daN]

L ndash ampatamentul [mm]

a ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii faţă [mm]

b ndash distanţa de la centrul de masă al autovehiculului pacircnă la centrul petei de contact al pneului

roţii spate [mm]

Ga = ma g = 2568 981 = 251921 daN

ma ndash masa autovehiculului icircncărcat cu sarcina utilă maximă [kg]

g ndash acceleraţia gravitaţională [ms2]

G1=2519 ∙11782673

=111013 daN

G2=2519 ∙14982673

=141169 daN

G1 [ ]=1110 ∙1002519

=4406

G2 [ ]=1411 ∙1002519

=5594

La sarcină utilă maximă se observă cum icircncărcările pe punţi diferă adică se descarcă

puntea faţă şi se icircncarcă puntea spate datorită poziţionării masei utile icircn partea din spate a

autovehiculului

Tabelul 112 Tabel cu centralizarea valorilor icircncărcărilor pe punţi

Punte caz de icircncărcare Icircncărcare punte [daN] Icircncărcare punte []G10 1018 5144G20 96321 4856G1 111013 4406G2 141169 5594

18 Alegerea pneurilor autovehiculului

Se calculează icircncărcarea statică pe pneu corespunzătoare sarcinii utile maxime

calculate cu formula[12]

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 37: Licenta-Cap 1

Z pj=G j

N pnj [N] (116)

icircncărcarea de la puntea jj = 12Np

unde

Gj ndash icircncărcarea statică a punţii j

Npnj ndash numărul de pneuri la puntea j

Np ndash numărul de punţi

După icircnlocuirea valorilor din formula (116) icircn cazul icircn care autovehiculul este

-icircn ordine de mers se obţin următoarele valori Zp01=5090 N şi Zp02=4816 N

-la sarcină totală maximă Zp1=5550 N şi Zp2=7058 N

Capacitatea portantă necesară a pneului (icircncărcarea radială maximă suportată de acesta)

Qpnec=

( max Z pj )k g [N] (117)

unde k g=0 90 pentru autoturisme

Qpnec = 784222 N ceea ce rezultă o masa de 800 kg adică un indice de sarcină de 100 Icircn urma

analizei şi a consultării mai multor cataloage de tipodimensiuni de pneuri s-a ales următorul tip

de pneu

Figura 117 Pneul ales [13]

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 38: Licenta-Cap 1

Se observă din tipodimensiunea pneului ales următoarele caracteristici ale acestuia

- lăţimea pneului Bu = 195 mm

-raportul nominal de aspect ρna = 065

-construcţia anvelopei R ndash radială

-diametrul jantei 16 inch

-indicele de sarcină 100

-indicele de viteză M ndash 190 kmh

Figura 118 Principalele caracteristici ale pneului [13]

Se observă că pneul ales se icircncadrează icircn clasa E din punct de vedere al coeficientului de

rezistență la rulare Conform noilor reglementări introduse icircn mod obligatoriu icircncepacircnd cu anul

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez
Page 39: Licenta-Cap 1

2012 pe tot teritoriul Uniunii Europene pneurile sunt icircncadrate icircn clase de la A pacircnă la G icircn

funcţie de eficienţă Pentru consum este mai puţin eficient datorită capacităţii sale de icircncărcare

dar din punct de vedere al zgomotului şi al aderenţei este situat la clasa B o clasă eficientă dar

nu cea mai bună Nivelul de zgomot la rulare este de 69 dB

  • Citroeumln Berlingo electric este o autoutilitară cu o viteză maximă de 110 kmh utilizată de către serviciul poştal francez