TEMA DE PROIECT

Proiectul consta in parcurgerea următoarelor aplicaţii pentru autovehiculul Opel Vectra 2.0 i CD :

- Caracteristica exterioara a motorului cu combustie internă;- Caracteristica de tracţiune;- Caracteristica dinamica;- Determinarea acceleraţiei autovehiculului;- Determinarea timpului si spaţiului de demarare;- Determinarea parametrilor de frânare;- Determinarea condiţiilor de stabilitate a vehiculelor cu roţi.

Date iniţiale:Anexa I : Caracteristici principale ale motorului

Autoturism Tip moto

r

Caracteristici principale motor

[kW]

[Nm]

D/S[mm/mm]

Consum combustibi

l1/100 [km]

Opel Vectra 2.0 i CD

m.a.s 85 5200 170 2600 1998 86/86 9,2 5,6/7,1/10,3

Anexa II : Caracteristici principale

Autoturism[km/h]

Caracteristici principale autovehiculL’

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm/mm] [mm] [kg]Pneuri

Opel Vectra 2.0 i

CD

198 4350 1700 1400 2600 1426/1426 140 f-f 1085/1645 195/60 R14V

1. L- lungimea totala a autovehiculului;2. B- latimea totala a autovehiculului;3. H- inaltimea totala a autovehiculului;4. L- ampatamentul masini;5. - ecartamentul la puntea fata-spate;6. C- garda la sol;7. MT-configuratia tranmisiei : prima literă- ansamblul motorului

a doua literă- asamblarea punţii motoare;8. - masa proprie- masa totala;9. prima parte- latime banda a doua parte- inaltime cauciuc a treia parte- inch interior (sau janta)

Anexa III : Rapoarte de transmisie ale cutiei de viteze si transmisiei principale

Autoturism Tip motor Rapoarte de transmitere cutia de viteze Transmisia principala

Opel Vectra 2.0 i CD

m.a.s 3,55 1,95 1,28 0,89 0,71 3,55

1

1. CARACTERISTICA EXTERIOARĂ A MOTORULUI CU

COMBUSTIE INTERNA

1.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei. în cadru] aplicaţiei se vor trasa: caracteristica exterioară a motorului cu ardere internă şi caracteristica vitezelor teoretice a autovehiculului indicat.

1.1.1.. Caracteristica exterioară.

In cazul în care sursa energetică a autovehiculului este un motor cu ardere internă cu piston, parametrii funcţionali ai acestuia, necesari pentru studiul dinamicii autovehiculului sunt puşi în evidenţă de caracteristica exterioară. Aceasta reprezintă curbele de variaţie ale puterii efective, momentului motor şi consumului specific de combustibil funcţie de turaţia sau viteza unghiulară ale arborelui motor, la admisia totală, în condiţiile unor reglaje (avans, regim termic) optime.

In Fig. 1.1. este reprezentată caracteristica exterioară a unui motor cu aprindere prin scânteie pe care se disting următoarele regimuri de funcţionare în raport cu turaţia arborelui motor:

- turaţia minimă no de funcţionare a motorului în sarcină la care se dezvoltămomentul motor Mo şi puterea Po;

- turaţia la momentul maxim nM la care se dezvoltă momentul motor Mm şiputerea PM;

- turaţia la puterea maximă nP la care se dezvoltă momentul motor MP şiputerea maximă PP;

- turaţia maximă % la care se dezvoltă momentul motor MN şi puterea PN.

Atunci când creşte turaţia peste valoarea n^ puterea motorului se reduce din cauza înrăutăţirii umplerii cilindrilor cu amestec carburant şi sporirii pierderilor mecanice în motor. De aceea turaţia maximă % depăşeşte numai cu 10 -20% turaţia la puterea maximă np. Dacă motorul este echipat cu regulator-limitator de turaţie, turaţia de intervenţie a limitatorului nn este real mai mică sau cel puţin egală cu turaţia la puterea maximă np. Dacă n N < nP ea se numeşte turaţie nominală iar puterea şi momentul corespunzătoare se numesc putere nominală şi moment nominal

Caracteristica exterioară a motorului se poate separa în două zone: zona de funcţionare stabilă a motorului alcătuită din plaja de turaţii cuprinsă între nM şi np (nN) şi zona de nestabilitate situată între turaţiile nM şi n0 . în cazul motoarelor cu regulator-limitator de turaţie zona cuprinsă între nN şi ng (og - turaţia maximă de mers în gol) poartă numele de caracteristică de regulator.

2

Extensia zonei de stabilitate se apreciază prin coeficientul de elasticitate Ce al motorului.

La motoarele cu aprindere prin scânteie Cs = 0,45 - 0,65 iar la motoarele cu aprindere prin comprimare Ce = 0,55 - 0,75.

Variaţia momentului motor în zona de stabilitate se apreciază prin coeficientul de adaptabilitate (supleţe):

Valorile coeficientului de adaptabilitate sunt cuprinse între 1,10 - 1,4 pentru m.a.s. şi 1,05-1,15 pentru m.a.c.

Caracteristica exterioară se determină experimental pe standul de probă prin respectarea unei metodologii bine precizată şi de regulă standardizată.

Atunci când caracteristica exterioară nu este determinată experimental seprocedează, la proiectarea unei caracteristici convenţionale pe baza parametrilormotorului indicaţi de fabricant folosind relaţii empirice recomandate în literatura despecialitate.

In general, se aproximează că momentul motor variază în funcţie de turaţia arborelui cotit după o parabolă pătratică de forma:

în care: M - valoarea curentă a momentului motor; Mp - momentul motor corespunzător puterii maxime; n - turaţia curentă a arborelui motor; n P - turaţia arborelui motor corespunzătoare puterii maxime; - coeficienţi experimentali ale căror valori medii sunt:

= l ; = l ; = l pentru m.a.s. şi = 0,53; = 1,56; = 1,09 pentru m.a.c.în patru timpi.O altă relaţie de calcul a momentului motor este următoarea:

3

în care: Mm - momentul maxim dezvoltat de motor; nM - turaţia corespunzătoare momentului maxim.

In funcţie de momentul motor se calculează puterea efectivă cu relaţia:

1.1.2. Caracteristica vitezelor teoretice (Fig. 1.2). Aceasta reprezintă graficul de variţie a vitezei de deplasare a autovehiculului funcţie de turaţia arborelui motor şi de treapta de viteză selectată.

Viteza teoretică în km/h se calculează cu relaţia:

în care: n - turaţia arborelui motor; rr - raza de rulare a roţilor motoare [m];

Raza de rulare se calculează cu relaţia:

unde: r0 - raza liberă a roţii ; rn - raza nominală a roţii

d - diametrul interior al anvelopei, H - înălţimea secţiunii anvelopei; - coeficientul de deformare a pneului; = 0,94 - 0,98 pentru autoturisme; = 0,945 - 0,95 autocamioane; - raportul total de transmitere ; ; - raportul de transmitere al transmisiei centrale; icv - raportul de transmitere în cutia de viteze corespunzator treptei selectate.

1.2. Modul de lucru. Fazele de desfăşurare ale aplicaţiei sunt următoarele: culegerea datelor iniţiale; nominalizarea datelor cerute şi rezolvarea aplicaţiei.

1.2.1. Date iniţiale. Din documentaţia lehnică consultată se extrag următoarele date: puterea maximă a motorului P , turaţia la puterea maximă , momentul maxim Mm, turaţia corespunzătoare momentului maxim nM, turaţia maximă a arborelui motor n ; raportul de transmitere al transmisiei centrale i , rapoartele de transmitere din cutia de viteze i , viteza de

deplasare a autoturismului la turaţia n = 1000 rot/min a motorului în fiecare treaptă de viteză V

; viteza maximă de deplasare a autovehiculului Va ; dimensiunile pneurilor roţilor motoare, turaţia minimă a arborelui motor n = ( 0,5 - 0,6) nM.

4

1.2.2. Date care se cerIn cadrul aplicaţiei se vor rezolva următoarele:- trasarea caracteristicii exterioare a motorului cu combustie internă ai cărui

parametrii de bază sunt daţi, adică reprezentarea curbelor M = f (n) şi P = f (n);- determinarea coeficienţilor de elasticitate Ce şi de adaptabilitate Ca;- trasarea caracteristicii vitezelor autovehiculului V = f (n);- determinarea valorilor vitezei critice pe fiecare treaptă de viteză.

1.2.3. Rezolvare

Pentru trasarea caracteristicii exterioare se parcurg următorii paşi:- se calculează momentul motor corespunzător puterii maxime Mp folosind

relaţia;- se aleg valorile coeficienţilor , şi ;- se dau lui "n" valori succesive cuprinse n şi n cu un pas de 150 -200 rot/min;- pentru valorile lui "n" alese se calculează valorile corespunzătoare ale

momentului motor M şi ale puterii efective Pe valorile obtinute se vor inscrie in tabelul 1.1;- se reprezintă grafic M = f (n) şi Pe = f (n)Pentru trasarea caracteristicii vitezelor teoretice se procedează în felul următor:- se stabileşte raza de rulare a roţilor motoare, fie alegând în mod corespunzător

valoarea coeficientului de deformare a pneului, fie folosind relaţia:

în care: - viteza de deplasare a autovehiculului la turaţia n = 1000 rot/min a arborelui motor; - raportul de transmitere a transmisiei centrale; i - raportul de transmitere în cutia de viteze al

treptei în care se obţine viteza Vai; - se calculează viteza autovehiculului corespunzătoare turaţiilor

5

n , nM şi nmax pentru fiecare treaptă de viteză a cutiei de viteze şi valorile obţinute se înscriu în tabelul 1.2.; - se reprezintă grafic variaţia vitezei funcţie de turaţia arborelui motor.

Viteza corespunzătoare turaţiei ou constituie viteza critică pentru treapta de viteze selectată.

1.2.4. - Concluzii - Pe baza valorilor rezultate din calcule se fac apreciari asupra indicilor funcţionali ai motorului şi asupra coeficienţilor de elasticitate şi adaptabilitate.

Aplicaţia se încheie cu un scurt referai care conţine cele două caracteristici şi observaţiile executantului, rezumatul se predă cadrului didactic la sfârşitul şedinţei.

Valorile parametrilor caracteristicii exterioareTabelul 1.1

Momentul motor

M [Nm]

TuraţiaArborelui

n[rot/min]

Puterea efectivă Pe

[kW]

180.43 1000 18.88183.07 1150 22.04185.45 1300 25.23187.57 1450 28.47189.44 1600 31.72191.04 1750 34.99192.38 1900 38.26193.47 2050 41.51194.29 2200 44.74194.85 2350 47.93195.15 2500 51.07195.20 2650 54.14194.98 2800 57.14194.50 2950 60.06193.77 3100 62.87192.77 3250 65.58191.52 3400 68.16190.00 3550 70.60188.22 3700 72.89186.19 3850 75.03183.89 4000 76.99181.34 4150 78.77178.52 4300 80.35175.45 4450 81.72172.11 4600 82.87168.52 4750 83.78164.66 4900 84.45160.54 5050 84.86

Caracteristica exterioara a motorului

6

Tabel cu vitezele caracteristice ale autovehiculelorTabelul 1.2.

VitezaTreapta

Viteza minimă V

[km/h]

Viteza critică V

[km/h]

Viteza maximăV

[km/h]Treapta I 6.530379 20.24417 33.95797Treapta II 11.88864 36.85478 61.82092Treapta III 18.1116 56.14595 94.18031Treapta IV 26.04814 80.74924 135.4503

Treapta V/VI 32.65189 101.2209 169.7899

Caracteristica vitezelor teoretice

7

0

20

40

60

80

100

120

140

[rot/min]

M[N

*m]

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

V[k

m/h

]

M

V1

V2

V3

V4

V5/6

2. CARACTERISTICA DE TRACTIUNE

2.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei în cadrul aplicaţiei se va trasa caracteristica de tracţiune şi a forţelor de rezistenţă la deplasare pentru autovehiculul indicat la aplicaţia precedentă. Calităţile dinamice ale unui autovehicul se apreciează prin indicatorii săi de performanţă privind capacitatea maximă de accelerare, de urcare a apantelor, viteza maximă de deplasare ş.a. Pentru stabilirea valorilor acestor indicatori prin calcule simple se foloseşte caracteristica de tracţiune.

Caracteristica de tracţiune reprezintă graficul de variaţie al forţei tangenţiale la roată dezvoltată de sistemul de propulsie (în cazul funcţionării motorului cu admisie totală) funcţie de viteza de deplasare a autovehicului şi treapta de viteză selectată.

Forţa tangenţială la roată se calculează cu relaţia:

In care: M - este momentul motor, dependent de turaţia arborelui motor "n" aşa cum rezultă din aplicaţia nr. 1;

i - raportul de transmitere al transmisiei centrale;icv - raportul de transmitere în cutia de viteze al treptei selectată;

- randamentul total al transmisiei;rr - raza de rulare a roţilor motoare.

8

In cazul mişcării rectilinie uniformă, pe drum orizontal în condiţii de aderenţă satisfăcută, bilanţul forţelor este:

FR-Fr-Fa = 0

In care: Fr - forţa de rezistenţă la rulare a roţilor.

f - coeficientul de rezistenţă la rulare;

Ga =mag=16186,5 [N] - greutatea autovehiculului; Fa - forţa de rezistenţă a aerului;

unde:Cx - coeficientul de rezistenţă a aerului;

- densitatea aerului ( =1,225 [kg/m ]);A - aria secţiunii transversale a autovehiculului;Va - viteza autovehiculului.Pentru reprezentarea grafică a caracteristicii de tracţiune FR = f (Va) legătura între FR şi

Va se face prin intermediul turaţiei "n" a arborelui motor.

Viteza teoretică în km/h a autovehiculului se calculează cu relaţia:

unde "n" este turaţia curentă a arborelui motor.In figura este reprezentată caracteristica de tracţiune a autoturismului Dacia 1310 şi curba

de variaţie a rezultantei forţelor de rezistenţă la înaintare ( Fr + Fa).Abscisa punctului de intersecţie a forţei tangenţiale corespunzătoare treptei a IV-a de

viteză cu curba rezultantei forţelor de rezistenţă la înaintare constituie viteza maximă care poate fi atinsă de autovehicul la deplasarea pe un drum din beton dispus orizontal.

Atunci cînd este trasată caracteristica de tracţiune FR = f ( Va ) şi se poate determina experimental viteza maximă care se realizează într-o treaptă superioară de viteză la o turaţie n < nmax se poate stabili poziţia punctului Ia intersecţia dreptei ridicată de pe axa abscisei Ia valoarea vitezei Vamax ,cu curba FR.

Având coordonatele acestui punct se pot calcula, după caz următoarele:- coeficientul de rezistenţă la rulare, în cazul în care se cunosc Cx şi A (aria secţiunii

transversale a autovehiculului) folosind relaţia:

9

- coeficientul de rezistenţă a aerului Cx în cazul în care se cunosc f, şi A, folosind relaţia:

Caracteristica de tracţiune poate fi folosită atât pentru studiul performanţelor autovehiculului ( viteza maximă de deplasare, panta maximă pe care poate să acceadă autovehiculul, viteza critică etc.) cât şi pentru calculul factorului aerodinamic, şi coeficientul de rezistenţă la rulare, acceleraţia mişcării ş.a.

2.2 - Modul de lucru . Fazele de desfăşurare a aplicaţiei sunt: culegerea datelor iniţiale, precizarea mărimilor cerute şi rezolvarea aplicaţiei.

2.2.1 - Date iniţiale Pentru rezolvarea aplicaţiei trebuie să se culeagă următoarele date tehnice cu privire la autovehiculul studiat:

- variaţia momentului motor funcţie de turaţia arborelui cotit M = f (n) dincaracteristica exterioară;

- raza de rulare a roţilor motoare rr;- randamentul total al transmisiei - (pentru autoturism se consideră = 0,91 -

0,93)- raportul de transmitere al transmisiei centrale i0;- valoarea rapoartelor de transmisie ale cutiei de viteze icv;- aria sarcinii transversale a autovehiculului A;- coeficientul de rezistenţă la rulare f (pentru drum din beton se consideră

f=0,018-0,024);-coeficientul de rezistenţă a aerului Cx;

10

- greutatea autovehiculului Ga= G0 + Gu (G0 - greutatea proprie a autovehic;Gu - greutatea transportată, care în cazul autoturismelor se consideră au = 1800 N;

- ecartamentul roţilor B ;- înălţimea autovehiculului H ;- densitatea aerului (se consideră p = 1,226 Kg/m3);- viteza maximă de deplasare Va max şi turaţia "n" la care se obţine această

viteză.

2.2.2. - Date care se cer. Se vor calcula valorile forţei de tracţiune FR şi alevitezei de deplasare Va corespunzătoare valorilor turaţiei arborelui motor "n" alesela aplicaţia precedentă, precum şi valorile forţei de rezistenţă a aerului F a pentruvariaţia vitezei de deplasare de la zero, la Va „a alegându-se un pas de 10 km/h. Seva reprezenta grafic funcţiile FR = f (Va) şi Fr + Fa = f (Va).

2.2.3. -Rezolvare. - Pentru rezolvarea aplicaţiei se parcurg următoarele faze:-se stabilesc valorile ariei secţiunii transversale A a autovehiculului şi a coeficientului

aerodinamic Cx;Când nu se cunoaşte aria secţiuniii transversale a autovehiculului aceasta se poate

calcula cu suficientă exactitate cu formula:A=2,26 m

In care : CF -este un coeficient de corecţie, CF = 0,95-1,05; B - ecartamentul roţilor; H - înălţimea autovehiculului.

Când nu este indicată valoarea coeficientului de rezistenţă a aerului C x aceasta se calculează cu ajutorul relaţiei în care se introduce valoarea forţei tangenţiale FR calculată cu relaţia pentru treapta de viteză şi turaţia arborelui motor la care se obţine viteza maximă de deplasare a autovehiculului;

- se dau apoi valori succesive turaţiei arborelui motor "n" aceleaşi ca la aplicaţia precedentă şi se calculează viteza de deplasare Va şi forţa tangenţială FR CU ajutorul relaţiilor respectiv pentru fiecare treaptă de viteză. Rezultatele obţinute se înscriu în tabel;

- se calculează forţa de rezistenţă la rulare considerându-se valoare coeficientul „f” constantă pe întreaga gamă de variaţie a vitezei de deplasare a autovehicului;

- se dau valori succesive vitezei de deplasare a autovehiculului între zero şi Va max şi se calculează forţa de rezistenţă a aerului Fa şi rezultanta Fa + Ff. Datele obţinute se înscriu în tabel;

- se reprezintă grafic funcţiile FR = f (Va) şi Fa + Fr = f (Va) pe o coală milimetrică (minimum format A5);

- se stabileşte valoarea vitezei maxime V a max cu care se poate deplasa autovehiculul dat pe un drum betonat rectiliniu dispus orizontal, prin determinareaabscisei punctului de intersecţie a curbei Fa + Fr = f (Va) cu curba FR = f (Va).

11

Tabelul 2.1Valorile forţei tangenţiale

Tre

apta

a-V

-a

/Tre

apta

a-V

I-a

FR

[N]

1625

,67

1649

,63

1671

,07

1689

,99

1706

,39

1720

,26

1731

,61

1740

,44

1746

,75

1750

,53

1751

,80

1750

,53

1746

,75

1740

,44

1731

,61

1720

,26

1706

,39

1689

,99

1671

,07

1649

,63

1625

,67

1599

,18

1570

,17

1538

,64

1504

,58

1468

,00

1428

,90

1387

,28

Va

[km

/h]

26,5

2

30,5

0

34,4

7

38,4

5

42,4

3

46,4

1

50,3

9

54,3

6

58,3

4

62,3

2

66,3

0

70,2

7

74,2

5

78,2

3

82,2

1

86,1

9

90,1

6

94,1

4

98,1

2

102,

10

106,

07

110,

05

114,

03

118,

01

121,

99

125,

96

129,

94

133,

92

Tre

apta

a-I

V-a

FR

[N]

1993

,38

2022

,76

2049

,05

2072

,25

2092

,36

2109

,37

2123

,29

2134

,12

2141

,85

2146

,49

2148

,03

2146

,49

2141

,85

2134

,12

2123

,29

2109

,37

2092

,36

2072

,25

2049

,05

2022

,76

1993

,38

1960

,90

1925

,33

1886

,66

1844

,90

1800

,05

1752

,11

1701

,07

Va

[km

/h]

21,6

3

24,8

7

28,1

1

31,3

6

34,6

0

37,8

5

41,0

9

44,3

3

47,5

8

50,8

2

54,0

7

57,3

1

60,5

5

63,8

0

67,0

4

70,2

9

73,5

3

76,7

7

80,0

2

83,2

6

86,5

1

89,7

5

92,9

9

96,2

4

99,4

8

102,

73

105,

97

109,

21

Tre

apta

a-I

II-a

FR

[N]

2767

,50

2808

,30

2844

,80

2877

,01

2904

,92

2928

,54

2947

,87

2962

,90

2973

,63

2980

,08

2982

,22

2980

,08

2973

,63

2962

,90

2947

,87

2928

,54

2904

,92

2877

,01

2844

,80

2808

,30

2767

,50

2722

,41

2673

,03

2619

,35

2561

,37

2499

,10

2432

,54

2361

,68

Va

[km

/h]

15,5

8

17,9

1

20,2

5

22,5

9

24,9

2

27,2

6

29,6

0

31,9

3

34,2

7

36,6

1

38,9

4

41,2

8

43,6

2

45,9

5

48,2

9

50,6

3

52,9

6

55,3

0

57,6

4

59,9

7

62,3

1

64,6

5

66,9

8

69,3

2

71,6

6

73,9

9

76,3

3

78,6

7

Tre

apta

a-I

I-a

FR

[N]

4102

,87

4163

,35

4217

,47

4265

,22

4306

,60

4341

,62

4370

,26

4392

,55

4408

,46

4418

,01

4421

,20

4418

,01

4408

,46

4392

,55

4370

,26

4341

,62

4306

,60

4265

,22

4217

,47

4163

,35

4102

,87

4036

,02

3962

,81

3883

,23

3797

,28

3704

,96

3606

,28

3501

,23

Va

[km

/h]

10,5

1

12,0

8

13,6

6

15,2

4

16,8

1

18,3

9

19,9

6

21,5

4

23,1

2

24,6

9

26,2

7

27,8

4

29,4

2

31,0

0

32,5

7

34,1

5

35,7

2

37,3

0

38,8

8

40,4

5

42,0

3

43,6

1

45,1

8

46,7

6

48,3

3

49,9

1

51,4

9

53,0

6

Tre

apta

I FR

[N]

7315

,50

7423

,34

7519

,83

7604

,96

7678

,75

7741

,18

7792

,26

7832

,00

7860

,37

7877

,40

7883

,08

7877

,40

7860

,37

7832

,00

7792

,26

7741

,18

7678

,75

7604

,96

7519

,83

7423

,34

7315

,50

7196

,30

7065

,76

6923

,86

6770

,62

6606

,02

6430

,07

6242

,77

Va

[km

/h]

5,89

6,78

7,66

8,54

9,43

10,3

1

11,2

0

12,0

8

12,9

6

13,8

5

14,7

3

15,6

2

16,5

0

17,3

8

18,2

7

19,1

5

20,0

4

20,9

2

21,8

0

22,6

9

23,5

7

24,4

6

25,3

4

26,2

2

27,1

1

27,9

9

28,8

8

29,7

6

Mom

entu

lM

otor

M [

N m

]

121,

91

123,

71

125,

31

126,

73

127,

96

129,

00

129,

85

130,

52

130,

99

131,

27

131,

37

131,

27

130,

99

130,

52

129,

85

129,

00

127,

96

126,

73

125,

31

123,

71

121,

91

119,

92

117,

75

115,

38

112,

83

110,

09

107,

15

104,

03

Tur

anti

an

[rot

/min

]

1000

1150

1300

1450

1600

1750

1900

2050

2200

2350

2500

2650

2800

2950

3100

3250

3400

3550

3700

3850

4000

4150

4300

4450

4600

4750

4900

5050

2.3. – Concluzii. In funcţie de treapta de viteză, la care se realizează viteza maximă de deplasare a autovehiculului valoarea raportului de transmitere din cutia de viteze se apreciază

12

destinaţia principală a autovehiculului. Se vor face aprecieri dacă a fost conceput pentru circulaţie preponderent urbană, interurbană, pentru circulaţie pe autostrăzi, pe drumuri montane etc.

Se întocmeşte un scurt referat care conţine graficul caracteristicii de tracţiune şi concluziile executantului. Aceasta se predă cadrului didactic la rinele şedinţei.

Rezistenta aerului si rezistenta la rulareTabelul 2.2

Va [km/h]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Fa [N]0,00 6.37 25.48 57.33 101.93 159.26 229.34 312.16 407.71 516.01

637.05

Fa+Fr[N]

242.06 248.43 267.54 299.39 343.99 402.06 472.14 554.95 650.51 758.81879.85

Va [km/h] 110 120 130 140 150 160 170

Fa [N] 770.83 917.36 1076.62 1248.62 1433.37 1630.86 1841.08

Fa+Fr[N]

1013.63 1160.15 1319.42 1491.42 1676.17 1873.65 2083.88

Caracteristica de tractiune

0

10002000

3000

40005000

6000

70008000

9000

0 50 100 150 200

FR [N]

Va

[km

/h]

Treapta I

Treapta II

Treapta III

Treapta IV

Treapta V/VI

Fr+Fa

13

3. CARACTERISTICA DINAMICA

3.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei. In cadrul aplicaţiei se va trasa caracteristica dinamică pentru două situaţii privind starea drumului şi se vor stabili indicii de performanţă ai autoturismului indicat. Aprecierea căutaţilor dinamice ale autovehiculelor se poate face cu ajutorul "factorului dinamic" D. Acesta reprezintă forţa specifică disponibilă pentru accelerarea autovehiculului. Factorul dinamic D se calculează cu relaţia:

în care:FR- forţa tangenţială la roată dezvoltată de motor;Fa - forţa de rezistenţă a aerului;Ga - greutatea totală a autovehiculului.

Intrucât FR cat şi Fa variază funcţie de viteza de deplasare a autovehiculului rezultă că şi factorul dinamic D variază funcţie de Va.

Graficul care conţine variaţia factorului dinamic D funcţie de viteza de deplasare Va pentru toate treptele de viteză ale autovehiculului reprezintă caracteristica dinamică a acestuia.

Caracteristica dinamică se foloseşte la stabilirea indicilor de performanţă ai autovehiculelor.Factorul dinamic este determinat de valoarea forţei tangenţiale la roata FR care

reprezintă capacitatea maximă a motorului de a genera o forţă activă la periferia roţilor motoare. Acesteia i se opune reacţiunea drumului a cărei valoare maximă este egală cu forţa de aderenţă dintre pneu şi cale. Forţa de aderenţă reprezintă capacitatea maximă a drumului de a împinge autovehiculul în sensul de deplasare. Această capacitate se apreciază prin "factorul de propulsie" al căii de rulare denumit şi factor dinamic la limita de aderenţă dat de relaţia:

în care: - coeficientul de aderenţă;

Z - reacţiunea normală la puntea motoare.

14

In cadrul aplicatiei de va considera, pentru usurarea rezolvarii, valoarea reactiunii statice la puntea motoare data de urmatoarele relatii:

- pentru autovehiculul cu punte motoare spate:Z= a Ga / L

unde: L- ampatamentul autovehiculului; a- distanta de la axa puntii fata la centrul de masa al autovehiculului.

- pentru autovehiculul cu punte motoare fata:Z= b Ga / L

unde: b- distanta de la centrul de masa la axa puntii spate.- pentru autovehiculul cu ambele punti motoare: Z= Ga

Reprezentarea grafică a curbelor D , în funcţie de viteza autovehiculului Va pentru diferite valori ale coeficientului de aderenţă reprezintă caracteristica de propulsie a drumului. Deplasarea autovehiculului se realizează pe intersecţia .

Pentru valori ale factorului dinamic D>D încărcarea autovehiculului se poate realiza până la nivelul lui D , altfel are loc patinarea roţilor. Pentru valori ale factorului dinamic D<D (adică aderenţa este asigurată) deplasarea autovehiculului este determinată numai de capacitatea motorului de a dezvolta o forţă tangenţială la roţi care să depăşească rezistenţele la înaintare.

Pe graficul - s-au reprezentat şi curbele de variaţie ale factorului D pentru valori ale coeficientului de aderenţă = 0,1 - 0,7. In cazul căii de rulare caracterizată prin coeficientul de aderenţă = 0,35 caracteristica dinamică a autoturismului DACIA 1310 este reprezentată prin curbele situate sub curba trasată cu linie întreruptă.

Indicii de performanţă ai autoturismului care se pot stabili cu ajutorul caracteristicii dinamice sunt:

- viteza maximă de deplasare a autovehiculului Vamax pe un drum dat;- rezistenţa specifică maximă a drumului pe care se poate deplasa

autoturismul cu viteză dată; - panta maximă a drumului pe care se poate plasa autovehiculul.Viteza, maximă. La viteza maximă autovehiculul se deplasează în regim stabil de

mişcare (dv/ dt = 0). In această situaţie factorul dinamic este dat de relaţia:D= fcos + s in f+p= , în care:

- unghiul de înclinare al căii de rulare faţă de orizontală;f - coeficientul de rezistenţă la rulare;p - panta drumului;

- coeficientul de rezistenţă la deplasare a autovehiculului datorat drumului.Pentru determinarea vitezei maxime la deplasare pe un drum caracterizat prin se

trasează o dreaptă de nivel de ordonata D = care intersectează curba factorului dinamic în punctul A. Abscisa acestui punct este viteza maximă ce o poate realiza autovehiculul pe drumul dat. Pentru un alt drum caracterizat prin coeficientul de rezistenţă se va obţine un alt punct de ordonată D = a cărei abscisă reprezintă viteza maximă a autovehiculului pe drumul respectiv.

Rezistenţa specifică maximă. Rezistenţa specifică maximă pe care poate să o învingă autovehiculul deplasându-se cu viteza Va se determină prin ridicarea unei verticale de pe axa absciselor din punctul care indică valoarea Va a vitezei, până intersectează curba factorului dinamic al treptei de viteză dorită în punctul B. Ordonata acestui punct D = reprezintă rezistenţa specifică maximă la viteza Va. Rezistenţa specifică maximă a drumului pe care se poate deplasa autovehiculul într-o treaptă de viteză dată se obţine prin trasarea tangentei orizontale la curba factorului dinamic corespunzătoare treptei de viteză considerată. Coordonatele punctului de tangenţă reprezintă rezistenţa specifică maximă, respectiv viteza de deplasare la care se poate realiza aceasta.

15

In cazul când tangenta se duce la curba factorului dinamic al trptei a I-a atunci se obţine rezistenţa specifică maximă posibil de depăşit de catre autovehiculul dat.

Panta maximă. Din relaţia rezultă: p = D - f

Atunci când se cunosc D şi f se poate calcula panta p a drumului care poate fi urcată de autovehicul în condiţiile realizării factorului dinamic D. Pentru aceasta pe graficul caracteristicii se trasează o dreaptă de nivel la distanţa " f " faţă de ax absciselor. Din punctul de viteză Va de pe abscisă se ridică o verticală car intersectează atât orizontale dusă la înălţimea "f" în punctul C cât şi curba factorului dinamic a treptei de viteză considerată în punctul B. Segmentul de dreaptă BC cuprins între cele două puncte de intersecţie reprezintă panta maximă pe care se poate deplasa autovehiculul în condiţiile specificate. Panta maximă pe care se poate deplasa autovehiculul într-o treaptă de viteză aleasă corespunde factorului dinamic realizat la viteza critică, respectiv ordonata tangentei orizontale la curba factorului dinamic.

Atunci când condiţia de aderenţă nu este satisfăcută în anumite trepte de viteză valorile factorului dinamic sunt limitate la valorile factorului de propulsie, iar indicii de performanţă se stabilesc funcţie de aceste valori.

3.2. - Modul de lucru. Aplicaţia cuprinde următoarele faze: culegerea datelor iniţiale, prezentarea elementelor cerute şi rezolvarea.

3.2.1. - Date iniţiale. Pentru reprezentarea caracteristicii dinamice a autovehiculului dat se folosesc următoarele date:

- caracteristica de tracţiune FR= f(Va) a autovehiculului , valorile forţei de rezistenţă a aerului Fa = f (Va), greutatea totală a autovehiculului Ga;

- distribuţia greutăţii pe punţile autovehiculului;- ampatamentul L;- coeficientul de rezistenţă la rulare f = 0,018 - 0,024;- coeficientul de aderenţă = 0,7 - 0,8 pentru drum betonat în stare uscată şi

= 0,35 pentru drum de beton în stare umedă;- unghiul de înclinare a drumului faţă de orizontală = 0°; 3°; şi 5°.

3.2.2. - Date care se determină. In cadrul aplicaţiei se vor realiza următoarele:- graficele D = f (Va) şi D = f (Va) pentru drum uscat şi drum umed;- viteza maximă Vamax pe drum uscat şi umed pentru = 0°; 3°; şi 5° ;- rezistenţa specifică.maximă n/max pentru Va = 30; 60 - 90; 120; 150 Km/h;- panta maximă pmax pentru Va = 30; 60; 90; 120 -150 Km /h.

3.2.3. - Rezolvare. Trasarea caracteristicii dinamice pentru o anumită treaptăde viteză selectată cuprinde următoarele faze:

- se stabilesc valorile forţei tangenţiale FR corespunzătoare diferitelor valoriale vitezei de deplasare a autovehiculului Va din caracteristica de tracţiune;

- se determină valoarea forţei de rezistenţă a aerului Fa corespunzătoarevalorilor vitezei Va considerată mai înainte;

- se calculează factorul dinamic D. Pentru trasarea caracteristicii de propulsie a căii de rulare se parcurg următorii paşi:- se calculează reacţiunea normală "Z" a punţii motoare;- se calculează valorile factorului dinamic D pentru diverse valori ale coeficientului de

aderenţă şi ale vitezei de deplasare a autovehiculul Va;- rezultatele obţinute se înscriu în tabel şi se reprezintă grafic suprapunându-se peste

curbele de variaţie ale factorului dinamic D.Din graficul astfel obţinut se extrag caracteristicile de propulsie ale căilor de rulare

determinate prin valorile coeficientului de aderenţă specificate ( = 0,8, = 0,35) având în

16

vedere că deplasarea autovehiculului are loc numai pe mulţimea . In figura este reprezentată caracteristica de propulsie a autovehiculului DACIA 1310 pe o cale de rulare cu = 0,35.

Pentru determinarea vitezei maxime de deplasare a autovehiculului pe un drum caracterizat prin coeficientul de rezistenţă la rulare "f' şi panta "p" respectiv V = f + P se procedează astfel:

- se trasează drepte de nivel de ordonata D = până intersectează curbe ale factorului dinamic D sau ale factorului de propulsie D9;

- se citesc valorile absciselor acestor puncte care reprezintă valoarea vitezelormaxime căutate. Datele obţinute se înscriu în tabel.

Tabelul 3.1:Valorile factorului dinamic

Tre

apta

a-V

-a

D

0,10

0

0,10

1

0,10

3

0,10

4

0,10

4

0,10

5

0,10

5

0,10

6

0,10

6

0,10

6

0,10

6

0,10

5

0,10

5

0,10

4

0,10

3

0,10

2

0,10

1

0,09

9

0,09

8

0,09

6

0,09

4

0,09

2

0,08

9

0,08

7

0,08

4

0,08

1

0,07

8

0,07

5

Fa

[N]

6,67

9

8,83

3

11,2

88

14,0

43

17,0

98

20,4

55

24,1

12

28,0

69

32,3

27

36,8

85

41,7

44

46,9

04

52,3

64

58,1

25

64,1

86

70,5

48

77,2

10

84,1

73

91,4

37

99,0

01

106,

866

115,

031

123,

496

132,

263

141,

330

150,

697

160,

365

170,

334

FR

[N]

1625

,67

1649

,63

1671

,07

1689

,99

1706

,39

1720

,26

1731

,61

1740

,44

1746

,75

1750

,53

1751

,80

1750

,53

1746

,75

1740

,44

1731

,61

1720

,26

1706

,39

1689

,99

1671

,07

1649

,63

1625

,67

1599

,18

1570

,17

1538

,64

1504

,58

1468

,00

1428

,90

1387

,28

Va

[km

/h]

26,5

2

30,5

0

34,4

7

38,4

5

42,4

3

46,4

1

50,3

9

54,3

6

58,3

4

62,3

2

66,3

0

70,2

7

74,2

5

78,2

3

82,2

1

86,1

9

90,1

6

94,1

4

98,1

2

102,

10

106,

07

110,

05

114,

03

118,

01

121,

99

125,

96

129,

94

133,

92

Tre

apta

a-I

V-a

D

0,12

3

0,12

5

0,12

6

0,12

7

0,12

8

0,12

9

0,13

0

0,13

0

0,13

1

0,13

1

0,13

1

0,13

0

0,13

0

0,12

9

0,12

8

0,12

7

0,12

5

0,12

4

0,12

2

0,12

0

0,11

8

0,11

5

0,11

3

0,11

0

0,10

7

0,10

3

0,10

0

0,09

6

Fa

[N]

5,59

7

7,40

2

9,45

9

11,7

68

14,3

29

17,1

42

20,2

06

23,5

22

27,0

91

30,9

11

34,9

83

39,3

07

43,8

82

48,7

10

53,7

89

59,1

21

64,7

04

70,5

39

76,6

26

82,9

65

89,5

56

96,3

98

103,

493

110,

839

118,

438

126,

288

134,

390

142,

744

FR

[N]

1993

,38

2022

,76

2049

,05

2072

,25

2092

,36

2109

,37

2123

,29

2134

,12

2141

,85

2146

,49

2148

,03

2146

,49

2141

,85

2134

,12

2123

,29

2109

,37

2092

,36

2072

,25

2049

,05

2022

,76

1993

,38

1960

,90

1925

,33

1886

,66

1844

,90

1800

,05

1752

,11

1701

,07

Va

[km

/21

,63

24,8

7

28,1

1

31,3

6

34,6

0

37,8

5

41,0

9

44,3

3

47,5

8

50,8

2

54,0

7

57,3

1

60,5

5

63,8

0

67,0

4

70,2

9

73,5

3

76,7

7

80,0

2

83,2

6

86,5

1

89,7

5

92,9

9

96,2

4

99,4

8

102,

73

105,

97

109,

21

Tre

apta

a-I

II-a

D

0,17

1

0,17

3

0,17

5

0,17

7

0,17

9

0,18

0

0,18

1

0,18

2

0,18

2

0,18

3

0,18

3

0,18

2

0,18

2

0,18

1

0,18

0

0,17

8

0,17

6

0,17

4

0,17

2

0,17

0

0,16

7

0,16

4

0,16

0

0,15

7

0,15

3

0,14

9

0,14

4

0,13

9

Fa

[N]

4,16

5

5,50

9

7,03

9

8,75

8

10,6

63

12,7

56

15,0

37

17,5

05

20,1

60

23,0

03

26,0

34

29,2

51

32,6

57

36,2

49

40,0

29

43,9

97

48,1

52

52,4

94

57,0

24

61,7

41

66,6

46

71,7

38

77,0

18

82,4

85

88,1

39

93,9

81

100,

011

106,

228

FR

[N]

2767

,50

2808

,30

2844

,80

2877

,01

2904

,92

2928

,54

2947

,87

2962

,90

2973

,63

2980

,08

2982

,22

2980

,08

2973

,63

2962

,90

2947

,87

2928

,54

2904

,92

2877

,01

2844

,80

2808

,30

2767

,50

2722

,41

2673

,03

2619

,35

2561

,37

2499

,10

2432

,54

2361

,68

Va

[km

/15

,58

17,9

1

20,2

5

22,5

9

24,9

2

27,2

6

29,6

0

31,9

3

34,2

7

36,6

1

38,9

4

41,2

8

43,6

2

45,9

5

48,2

9

50,6

3

52,9

6

55,3

0

57,6

4

59,9

7

62,3

1

64,6

5

66,9

8

69,3

2

71,6

6

73,9

9

76,3

3

78,6

7

Tre

a

D

0,25

3

0,25

7

0,26

0

0,26

3

0,26

5

0,26

7

0,26

9

0,27

0

0,27

0

0,27

1

0,27

1

0,27

0

0,26

9

0,26

8

0,26

6

0,26

4

0,26

2

0,25

9

0,25

5

0,25

1

0,24

7

0,24

3

0,23

8

0,23

2

0,22

6

0,22

0

0,21

3

0,20

6

17

pta

a-I

I-a

Fa

[N]

6,34

8,39

10,7

2

13,3

3

16,2

3

19,4

2

22,8

9

26,6

5

30,6

9

35,0

2

39,6

3

44,5

3

49,7

2

55,1

9

60,9

4

66,9

8

73,3

1

79,9

2

86,8

2

94,0

0

101,

46

109,

22

117,

25

125,

58

134,

19

143,

08

152,

26

161,

72

FR

[N]

4102

,87

4163

,35

4217

,47

4265

,22

4306

,60

4341

,62

4370

,26

4392

,55

4408

,46

4418

,01

4421

,20

4418

,01

4408

,46

4392

,55

4370

,26

4341

,62

4306

,60

4265

,22

4217

,47

4163

,35

4102

,87

4036

,02

3962

,81

3883

,23

3797

,28

3704

,96

3606

,28

3501

,23

Va

[km

/10

,51

12,0

8

13,6

6

15,2

4

16,8

1

18,3

9

19,9

6

21,5

4

23,1

2

24,6

9

26,2

7

27,8

4

29,4

2

31,0

0

32,5

7

34,1

5

35,7

2

37,3

0

38,8

8

40,4

5

42,0

3

43,6

1

45,1

8

46,7

6

48,3

3

49,9

1

51,4

9

53,0

6

Tre

apta

I-a

D

0,45

2

0,45

8

0,46

4

0,47

0

0,47

4

0,47

8

0,48

1

0,48

3

0,48

5

0,48

6

0,48

6

0,48

6

0,48

5

0,48

3

0,48

0

0,47

7

0,47

3

0,46

9

0,46

3

0,45

7

0,45

0

0,44

3

0,43

5

0,42

6

0,41

6

0,40

6

0,39

5

0,38

3

Fa

[N]

1,66

2,19

2,80

3,48

4,24

5,07

5,98

6,96

8,02

9,15

10,3

6

11,6

4

12,9

9

14,4

2

15,9

2

17,5

0

19,1

5

20,8

8

22,6

8

24,5

6

26,5

1

28,5

3

30,6

3

32,8

1

35,0

6

37,3

8

39,7

8

42,2

5

FR

[N]

7315

,50

7423

,34

7519

,83

7604

,96

7678

,75

7741

,18

7792

,26

7832

,00

7860

,37

7877

,40

7883

,08

7877

,40

7860

,37

7832

,00

7792

,26

7741

,18

7678

,75

7604

,96

7519

,83

7423

,34

7315

,50

7196

,30

7065

,76

6923

,86

6770

,62

6606

,02

6430

,07

6242

,77

Va

[km

/h]

5,89

6,78

7,66

8,54

9,43

10,3

1

11,2

0

12,0

8

12,9

6

13,8

5

14,7

3

15,6

2

16,5

0

17,3

8

18,2

7

19,1

5

20,0

4

20,9

2

21,8

0

22,6

9

23,5

7

24,4

6

25,3

4

26,2

2

27,1

1

27,9

9

28,8

8

29,7

6

Caracteristica dinamica

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0 50 100 150Va [km/h]

D

Treapta I

Treapta II

Treapta III

Treapta IV

Treapta V/VI

Valorile vitezei maxime

18

Tabelul 3.3

Felul drumului

Coeficientul

f

Va max

Treapta de viteze

Va

[km/h]

Treapta de viteze

Va

[km/h]

Treapta de viteze

Va

[km/h]

Drum din beton

-stare uscata

0,013-0,018

III 78,66 III 78,55 III 78,36

IV 109,21

IV 109,06

IV 108,79

V 133,91

V 133,72

V 133,4

-stare umeda

0,018-0,020

III 99,636

III 99,46 III 99,25

IV 138,33

IV 138,14

IV 137,8

V 169,61

V 169,37

V 168,97

Pentru determinarea rezistentei specifice maxime se parcurg urmatorii pasi:-se ridica drepte verticale din punctele corespunzatoare valorilor vitezei Va , alese, pana

intersecteaza curbele D sau D ;-se citesc ordonatele acestor puncte care reprezinta cautate.

Valorile maxime ale coeficientului de rezistenta Tabelul 3.4

Viteza autovehiculului

[km/h]30 60 90 120 150 180 210 240

Coeficientul de rezistenta 0,383 0,251 0,115 0,087 0,061 0 0 0

Pentru determinarea pantei maxime se procedeaza astfel:-se traseaza o dreapta de nivel la inaltimea „f” fata de axa absciselor;-se ridica drepte verticale din punctele corespunzatoare valorilor vitezei Va , date, pana la

intersectia cu curba D respectiv D ;-se calculeaza diferenta D(D )-f=p.

19

Valoarea pantei maxime Tabelul 3.5

Viteza autovehicululu

i[km/h]

30 60 90 120 150 180 210 240

Panta maxima %

0,368 0,236 0,100 0,072 0,046 0 0 0

Unghiul de inclinare grd

0 0 0 0 0 0 0 0

3.3 Concluzii. Se fac aprecieri asupra posibilitatii de folosire a puterii dezvoltate de motor in cazul deplasarii autovehiculului pe calea de rulare indicata si influenta aderentei asupra capacitatii de deplasare pe drumuri in panta. Se intocmeste un referat care sa contina caracteristicile trasate si observatiile facute.

Valoarea factorului dinamic la limita de aderentaTabelul 3.2

Va[km/h]

Coeficientul de aderenta0,1 0,2 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

0 0,05 0,11 0,16 0,19 0,22 0,27 0,33 0,38 0,4310 0,05 0,11 0,16 0,19 0,22 0,27 0,32 0,38 0,4320 0,05 0,11 0,16 0,19 0,22 0,27 0,32 0,38 0,4330 0,05 0,11 0,16 0,19 0,21 0,27 0,32 0,38 0,4340 0,05 0,10 0,16 0,18 0,21 0,27 0,32 0,37 0,4350 0,05 0,10 0,16 0,18 0,21 0,26 0,32 0,37 0,4360 0,04 0,10 0,15 0,18 0,21 0,26 0,31 0,37 0,4270 0,04 0,09 0,15 0,18 0,20 0,26 0,31 0,36 0,4280 0,04 0,09 0,14 0,17 0,20 0,25 0,31 0,36 0,4190 0,03 0,08 0,14 0,17 0,19 0,25 0,30 0,36 0,41100 0,02 0,08 0,13 0,16 0,19 0,24 0,30 0,35 0,40110 0,02 0,07 0,13 0,15 0,18 0,24 0,29 0,34 0,40120 0,01 0,07 0,12 0,15 0,17 0,23 0,28 0,34 0,39130 0,00 0,06 0,11 0,14 0,17 0,22 0,28 0,33 0,38140 0,00 0,05 0,10 0,13 0,16 0,21 0,27 0,32 0,38150 0,00 0,04 0,10 0,12 0,15 0,20 0,26 0,31 0,37160 0,00 0,03 0,09 0,11 0,14 0,20 0,25 0,30 0,36

20

170 0,00 0,02 0,08 0,10 0,13 0,19 0,24 0,29 0,35

Caracteristica dinamica

-0,100

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0 50 100 150 200

Va [km/h]

D

Treapta I

Treapta II

Treapta III

Treapta IV

Treapta V/VI

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

21

Caracteristica dinamica

-0,050

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,000 50,000 100,000 150,000 200,000

Va [km/h]

D

Treapta III

Treapta IV

Treapta V/VI

f1

f2

f3

f4

4. DETERMINAREA ACCELERAŢIEI AUTOVEHICULELOR

4.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei în cadrul aplicaţiei se vor trasa grafice de variaţie ale acceleraţiei "a" şi ale inversului acceleraţiei " l/a" funcţie de viteza Va de deplasare a autovehicului folosind caracteristica de propulsie.

Calităţile dinamice ale autovehiculului se pot aprecia prin capacitatea de demarare. Demarajul reprezintă procesul de creştere a vitezei autovehiculului la pornirea de pe loc sau la depăşirea altui autovehicul în timpul circulaţiei pe drumurile publice.

Procesul de demarare este caracterizat prin :- acceleraţia de demaraj acceleraţia cu care autovehiculul părăseşte starea de

repaus pentru a ajunge la o anumită viteză Va;- timpul de demaraj - timpul necesar creşterii vitezei autovehiculului de la

zero la o valoare Va (de regulă Va = 100 Km/h) sau timpul necesar pentruparcurgerea unei anumite distanţe "S" de la pornirea de pe loc (în mod obişnuit se auîn vedere două valori S = 400 m şi S = 1000 m);

- timpul de repriză - timpul necesar creşterii vitezei autovehiculului de lavaloare Vai la o valoare Va2 ( de obicei Vai = 40; 60; 90 Km/h iar Va2 = 60; 90;120; 160 Km/h) într-o anumită treaptă de viteză;

- spaţiul de demaraj - spaţiul parcurs de autovehicul în timpul demarajului.Acceleraţia de demaraj se poate studia cu ajutorul caracteristicii dinamice a

autovehiculului. Se cunoaşte că factorul dinamic D este dat de relaţia:

unde :FR – forta tangentiala dezvoltata de motor la roata;Fa – forta de rezistenta datorata aerului;Ga – greutatea autovehiculului;

22

f – coeficientul de rezistenta la rulare; - unghiul de inclinare fata de orizontala a caii de rulare; - coeficientul de influenta al maselor in miscare de rotatie asupra maselor in miscare

de translatie ale autovehiculelor. Acesasta se calculeaza cu relatia:

unde : in care:

Jm – este mometul de inertie al mecanismului motor, inclusiv volantul, redus la arborele cotit;

- randamentul mecanic global al transmisiei autovehiculului ( =0,91-0,93 pentru autoturisme);

itri – raportul total de transmitere; itri=i0 *icvi;i0 - raportul de transmitere in cutia de viteze pentru treapta selectata;rr – raza de rulare a rotilor motoare;ma – masa automobilului; ma=Ga/g;

JR – momentul de inertie al unei roti a autovehiculului;

n – numarul de roti ale autovehiculului.

Din relatie se scrie :

Prin urmare acceleraţia autovehiculului în timpul deplasării este direct proporţională cu D - şi invers proporţională cu . Dacă se cunoaşte valoare curentă a factorului D din caracteristica de propulsie se poate calcula accelerat autovehiculului cu ajutorul realaţiei. Este de remarcat că accelerat autovehiculului în mişcarea de translaţie pe calea orizontală este realizată numai de forţa de propulsie, adică de reacţiunea tangenţială a căii de rulare asupra roţile motoare ceea ce înseamnă că în relaţia se vor introduce valorile lui D sau D după cum este satisfăcută condiţia de aderenţă.

Intrucât valoarea factorului dinamic D care asigură propulsia variază funcţi de viteză Va

de deplasare a autovehiculului şi treapta de viteză selectată rezultă că si acceleraţia va depinde de aceşti factori. Pentru exemplificare în figura este reprezentată diagrama acceleraţiei autoturismului DACIA 1310 funcţie de viteză în cazul deplasării pe un drum orizontal din beton în stare uscată (cp = 0,7) iar în cealaltă figura diagrama acceleraţiei pentru acelaşi autoturism în cazul deplasării pe un drum orizontal din beton în stare umedă (cp = 0,35).

Se poate observa că în cazul asigurării aderenţei acceleraţia autovehiculului are valori diferite pentru fiecare treaptă de viteză selectată şi variază funcţie de viteză Va în cazul neasigurării aderenţei acceleraţia se menţine aproape constantă pe intreg intervalul de valori ale vitezei de deplasare Va in care nu este satisfacuta aderenta.

23

4.2 - Modul de lucru.

Fazele de desfăşurare a aplicaţiei sunt:culegerea datelor iniţiale, precizarea elementelor cerute şi rezolvarea aplicaţiei.

4.2.1-Date iniţiale.

In vederea realizării aplicaţiei se culeg următoarele date:-variaţia factorului dinamic D respectiv D funcţie de viteza Va a autovehiculului

(din caracteristica de propulsie);- masa autovehiculului ma; (ma = Ga/g);- coeficientul de rezistenţă al drumului ; ( = f + p) - pentru felul şi starea

drumului considerat.-momentul de inerţie al mecanismului motor inclusiv volantul (pentru

autoturisme Jm = 0,02 - 0,07 Kg m2);- momentul de inerţie at roţii JR (pentru autoturisme Jr = 0,2 - 0,6 Kg – m2)- raportul de transmitere al transmisiei centrale; i0- raportul de transmitere în cutia de viteze pentru fiecare treaptă de viteză i cvi;

24

- raza de rulare a roţilor motoare; rr

- randamentul global al transmisiei autovehiculului .

4.2.2. - Date care se cer. In cadrul aplicaţiei se vor trasa următoarele:- graficele de variaţie a acceleraţiei autovehiculului funcţie de viteza V a la

deplasare pe drum orizontal, din beton şi în stare uscată, = 0,7 - 0,8; în stare umedă; =0,35 ; în pantă = 5° cu = 0,7.

- graficele de variaţii ale inversului acceleraţiei "1/a" funcţie de viteza V a

pentru aceleaşi categorii de drum.Reprezentarea se face pe hârtie milimetrică pe format de mărimea minimă A5.Pentru exemplificare în figura s-a reprezentat diagrama de variaţie a raportului "l/a"

funcţie de viteză pentru autoturismul DACIA 1310 la deplasarea pe un drum orizontal din beton în stare uscată.

Intrucât la viteze mari apropiate de viteza maximă acceleraţia este foarte mică tinzând către zero, reprezentarea raportului "l/a" = f (Va) se limitează la valoarea vitezei Va=0,9Vamax.

4.2.3. - Rezolvare. - Pentru trasarea diagramelor a = f (Va) şi l/a = f (Va) se parcurg următorii paşi:

- se aleg, din documentaţia tehnică dată, valorile mărimilor indicate la pct. 4.2.1;- se calculează coeficienţii , şi cu ajutorul relaţiilor;- se aleg valorile coeficientului în funcţie de drumul considerat ( = 0,7 -0,8 şi

=0,35; f =0,018 - 0,024; = 0° şi = 5°,

- se extrag valorile factorului dinamic D din diagramele D = f (V a) pentrufiecare categorie de drum şi treaptă de viteză în parte;

- se calculează acceleraţia "a" şi raportul "l/a" folosind relaţia.- se reprezintă diagramele funcţiilor a = f (Va) şi l/a = f (Va);

Rezultatele obţinute se trec în tabelul 4.1. Se va întocmi câte un tabel pentru fiecare stare a drumului şi înclinare a căii de rulare.

4.3. – Concluzii. Se fac aprecieri privind capacitatea de demarare a autovehiculului la deplasarea pe un drum orizontal şi pe drum în pantă când suprafaţa căii de rulare este uscată şi când este umedă.

Se întocmeşte un referat care să cuprindă graficele trasate şi concluziile executantului.

Tabelul 4.1

25

Tre

apta

a-V

-a

l/a

[s /m

]

3,42

3,29

3,18

3,09

3,03

2,97

2,94

2,91

2,91

2,91

2,93

2,96

3,00

3,06

3,14

3,24

3,36

3,51

3,70

3,93

4,21

4,58

5,05

5,69

6,57

7,86

9,94

13,8

2

a[m

/s]

0,29

0,30

0,31

0,32

0,33

0,34

0,34

0,34

0,34

0,34

0,34

0,34

0,33

0,33

0,32

0,31

0,30

0,28

0,27

0,25

0,24

0,22

0,20

0,18

0,15

0,13

0,10

0,07

D

0,10

0

0,10

1

0,10

3

0,10

4

0,10

4

0,10

5

0,10

5

0,10

6

0,10

6

0,10

6

0,10

6

0,10

5

0,10

5

0,10

4

0,10

3

0,10

2

0,10

1

0,09

9

0,09

8

0,09

6

0,09

4

0,09

2

0,08

9

0,08

7

0,08

4

0,08

1

0,07

8

0,07

5

Va

[km

/h]

26,5

2

30,5

0

34,4

7

38,4

5

42,4

3

46,4

1

50,3

9

54,3

6

58,3

4

62,3

2

66,3

0

70,2

7

74,2

5

78,2

3

82,2

1

86,1

9

90,1

6

94,1

4

98,1

2

102,

10

106,

07

110,

05

114,

03

118,

01

121,

99

125,

96

129,

94

133,

92

Tre

apta

a-I

V-a

l/a

[s /m

]

2,03

1,97

1,92

1,88

1,84

1,82

1,80

1,78

1,78

1,77

1,78

1,79

1,81

1,83

1,86

1,90

1,94

2,00

2,06

2,14

2,23

2,35

2,48

2,65

2,85

3,11

3,43

3,86

a[m

/s]

0,49

0,51

0,52

0,53

0,54

0,55

0,56

0,56

0,56

0,56

0,56

0,56

0,55

0,55

0,54

0,53

0,52

0,50

0,49

0,47

0,45

0,43

0,40

0,38

0,35

0,32

0,29

0,26

D

0,12

3

0,12

5

0,12

6

0,12

7

0,12

8

0,12

9

0,13

0

0,13

0

0,13

1

0,13

1

0,13

1

0,13

0

0,13

0

0,12

9

0,12

8

0,12

7

0,12

5

0,12

4

0,12

2

0,12

0

0,11

8

0,11

5

0,11

3

0,11

0

0,10

7

0,10

3

0,10

0

0,09

6

Va

[km

/h]

21,6

3

24,8

7

28,1

1

31,3

6

34,6

0

37,8

5

41,0

9

44,3

3

47,5

8

50,8

2

54,0

7

57,3

1

60,5

5

63,8

0

67,0

4

70,2

9

73,5

3

76,7

7

80,0

2

83,2

6

86,5

1

89,7

5

92,9

9

96,2

4

99,4

8

102,

73

105,

97

109,

21

Tre

apta

a-I

II-a

l/a

[s /m

]

1,09

1,07

1,04

1,03

1,01

1,00

0,99

0,98

0,98

0,98

0,98

0,98

0,99

0,99

1,00

1,02

1,03

1,05

1,07

1,10

1,13

1,17

1,21

1,26

1,32

1,39

1,47

1,56

a[m

/s]

0,92

0,94

0,96

0,97

0,99

1,00

1,01

1,02

1,02

1,02

1,02

1,02

1,01

1,01

1,00

0,98

0,97

0,95

0,93

0,91

0,88

0,86

0,83

0,79

0,76

0,72

0,68

0,64

D

0,17

1

0,17

3

0,17

5

0,17

7

0,17

9

0,18

0

0,18

1

0,18

2

0,18

2

0,18

3

0,18

3

0,18

2

0,18

2

0,18

1

0,18

0

0,17

8

0,17

6

0,17

4

0,17

2

0,17

0

0,16

7

0,16

4

0,16

0

0,15

7

0,15

3

0,14

9

0,14

4

0,13

9

Va

[km

/h]

15,5

8

17,9

1

20,2

5

22,5

9

24,9

2

27,2

6

29,6

0

31,9

3

34,2

7

36,6

1

38,9

4

41,2

8

43,6

2

45,9

5

48,2

9

50,6

3

52,9

6

55,3

0

57,6

4

59,9

7

62,3

1

64,6

5

66,9

8

69,3

2

71,6

6

73,9

9

76,3

3

78,6

7

Tre

apta

a-I

I-a

l/a

[s /m

]

0,61

0,60

0,59

0,58

0,57

0,57

0,56

0,56

0,56

0,55

0,56

0,56

0,56

0,56

0,57

0,57

0,58

0,59

0,60

0,61

0,63

0,64

0,66

0,68

0,71

0,74

0,77

0,81

a[m

/s]

1,65

1,68

1,71

1,73

1,75

1,77

1,78

1,79

1,80

1,80

1,80

1,80

1,79

1,78

1,76

1,74

1,72

1,69

1,66

1,63

1,59

1,55

1,51

1,46

1,41

1,35

1,29

1,23

D

0,25

3

0,25

7

0,26

0

0,26

3

0,26

5

0,26

7

0,26

9

0,27

0

0,27

0

0,27

1

0,27

1

0,27

0

0,26

9

0,26

8

0,26

6

0,26

4

0,26

2

0,25

9

0,25

5

0,25

1

0,24

7

0,24

3

0,23

8

0,23

2

0,22

6

0,22

0

0,21

3

0,20

6

Va

[km

/h]

10,5

1

12,0

8

13,6

6

15,2

4

16,8

1

18,3

9

19,9

6

21,5

4

23,1

2

24,6

9

26,2

7

27,8

4

29,4

2

31,0

0

32,5

7

34,1

5

35,7

2

37,3

0

38,8

8

40,4

5

42,0

3

43,6

1

45,1

8

46,7

6

48,3

3

49,9

1

51,4

9

53,0

6

Tre

apt

l/a

[s /m

]

0,29

0,29

0,28

0,28

0,28

0,28

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,28

0,28

0,28

0,29

0,29

0,29

0,30

0,31

0,32

0,32

0,33

0,34

0,36

26

a I

-aa

[m/s

]

3,40

3,46

3,51

3,56

3,60

3,63

3,66

3,68

3,70

3,71

3,71

3,71

3,70

3,68

3,66

3,63

3,59

3,55

3,50

3,45

3,39

3,32

3,25

3,17

3,09

3,00

2,90

2,80

D

0,45

2

0,45

8

0,46

4

0,47

0

0,47

4

0,47

8

0,48

1

0,48

3

0,48

5

0,48

6

0,48

6

0,48

6

0,48

5

0,48

3

0,48

0

0,47

7

0,47

3

0,46

9

0,46

3

0,45

7

0,45

0

0,44

3

0,43

5

0,42

6

0,41

6

0,40

6

0,39

5

0,38

3

Va

[km

/h]

5,89

6,78

7,66

8,54

9,43

10,3

1

11,2

0

12,0

8

12,9

6

13,8

5

14,7

3

15,6

2

16,5

0

17,3

8

18,2

7

19,1

5

20,0

4

20,9

2

21,8

0

22,6

9

23,5

7

24,4

6

25,3

4

26,2

2

27,1

1

27,9

9

28,8

8

29,7

6

Diagrama acceleratiei

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

0 50 100 150

Va [km/h]

a

Treapta I

Treapta II

Treapta III

treapta IV

treapta V

27

Graficul raportului "1/a"

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

0 50 100 150

Va [km/h]

1/a

Treapta I

Treapta II

Treapta III

treapta IV

treapta V

5. DETERMINAREA TIMPULUI SI SPATIULUI DE DEMARARE

5.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei. In cadrul aplicaţiei se vor determina timpul de demarare, timpul de repriză (accelerare) şi spaţiul de demarare folosind metoda grafo-analitică.

Timpul de demarare reprezintă timpul necesar ca autovehiculul să ajungă la 0,9 din viteza lui maximă, pornind de la punct fix, cu schimbarea succesivă a treptelor de viteze, pe un sector de drum orizontal şi rectiliniu, încărcat cu sarcină normală, în condiţii meteorologice standard.

Timpul de repriză (accelerare) reprezintă durata de timp în care viteza autovehiculului creşte de la valoarea Va1 la valoarea Va2 la deplasarea într-o singură treaptă de viteză selectată.

Timpul de demarare rezultă din relaţia de definiţie a acceleraţiei:

in care „a” reprezintă acceleraţia mişcării autovehiculului.Spaţiul de demarare reprezintă distanţa parcursă de autovehicul în timpul demarajului.

Dacă accelerarea se face numai prin modificarea turaţiei motorului menţinând cuplată în cutia de viteze o anumită treaptă şi viteză creşte de la Va1 la Va2 spaţiul parcurs în intervalul de timp necesar creşterii vitezei reprezintă spaţiul de repriză.

Spaţiul de demarare este dat de relaţia:

28

Intrucât nu sunt cunoscute funcţiile a = f (V) şi nici V = f (t) pentru determinarea timpului şi spaţiului de demarare, se recurge la integrarea grafică a ecuaţiilor.

5.2. - Modul de lucru. Fazele de desfăşurare a aplicaţiei sunt: culegerea datelor, prezentarea elementelor cerute şi realizarea aplicaţiei.

5.2.1. - Date iniţiale. Pentru realizarea aplicaţiei sunt necesare următoarele: - graficele de variaţie a inversului acceleraţiei funcţie de viteza autovehiculului la deplasarea pe drum orizontal din beton în stare uscată, pe drum din beton in stare umeda si pe drum in panta ( )- trasate in cadrul aplicaţiei anterioare.

5.2.2. - Date care se cer. In cadrul aplicaţiei se vor realiza următoarele: a - trasarea diagramei de variaţie a timpului de demarare funcţie de viteza

autovehiculului pentru situaţiile:- drum orizontal din beton în stare uscată,- drum orizontal din beton în stare umedă,- drum în pantă ( = 5°) din beton în stare uscată;b - trasarea diagramei demarajului Va = f (t) pentru drumurile considerate la punctul "a";c - trasarea diagramei spaţiului de demarare funcţie de viteza de deplasare a

autovehiculului în aceleaşi condiţii cu cele de la aliniatul precedent;d - determinarea timpului de demarare pentru creşterea vitezei de la zero la 100Km/h pe

un drum orizontal din beton în stare uscată;e - determinarea timpului de demarare şi a vitezei finale pentru parcurgerea distanţelor

S1=400 m ; şi S2=1000 m pe un drum orizontal din beton în stare uscata;f - determinarea timpului de repriză pentru creşterea vitezei de la 40Km/h la 160Km/h în

treptele a IV-a şi a V-a la deplasarea pe drum orizontal din beton în stare uscată.

5.2.3. - Rezolvare. Timpul de demarare funcţie de viteza de deplasare aautovehiculului se poate determina cu ajutorul diagramei l/a=f(Va). Timpul dedemarare în cadrul unei trepte de viteză, reprezintă, în baza relaţieiaria suprafeţei cuprinsă între curba raportului l/a şi axa absciselor.

Pentru determinarea pe cale grafică a acestei suprafeţe se împarte intervalul de viteze considerat Vo - Vn în mai multe subintervale mici. Trasând verticale de la axa absciselor pînă la curba inversului acceleraţiei la extremităţile acestor subintervale se formeaza o succesiune de trapeze mixtilinii ale carei ari se pot determina cu relatia:

29

in care : p-este scara vitezei (1km/h=p mm sau lm/s=p/3,6mm);q-este scara inversului acceleratiei (1 s /m=q mm);n-numarul subintervalelor.

Pentru determinarea timpului total de demarare de la pornirea din repaus pana la viteza maxima, prin trecerea sucesiva a tuturor treptelor de viteza se utilizeaza diagrama inversului acceleratiei trasata pentru toate treptele cutiei de viteze a autovehiculului. Pentru aceasta diagrama se imparte campul de viteze de la zero pana la viteza maxima in intervale mici asemanator cu cazul unei singure trepte de viteza.

Se determină ariile trapezelor formate între axa absciselor şi curbeli raportului "l/a" care se însumează succesiv, valorile obţinute se introduc pe rând îi relaţia obţinându-se timpii de demarare corespunzători intervalelor considerate. Aceste valori se înscriu în tabelul 5.1 şi se reprezintă grafic t = f (Va).

In practica exploatării autovehiculului se foloseşte mai mult diagrama demarajului care reprezintă graficul de creştere a vitezei de deplasare funcţie de iimpul de demarare. In figura a este reprezentată diagrama demarajului a autovehiculului marca BMW seria 525td.

Capacitatea de accelerare a autovehiculului într-o treaptă de viteză aleasă se apreciază prin timpul de repriză. Determinarea timpului de repriză se poate face prin integrarea grafică a funcţiei "l/a" pe intervalul de variaţie a vitezei de la V1 la V2 în treapta de viteză considerată. In general timpul de repriza se determină pentru treptele superioare de viteza (penultima şi ultima). In figura b este reprezentată diagrama de accelerare a autovehiculului menponat în treptele a IV-a şi a V-a.

Tabelul 5.1

Va[km/h]

h1[mm]

h2[mm]

b[mm] [mm ] [mm ]

t[s]

0 0,29 0,29 0,28 10,00 2,84 2,8410 0,28 0,28 0,28 10,00 2,78 5,6220 0,28 0,28 0,56 10,00 4,19 9,8130 0,56 0,56 0,61 10,00 5,85 15,6640 0,61 0,61 1,02 10,00 8,15 23,8150 1,02 1,02 1,10 10,00 10,60 34,4160 1,10 1,10 1,26 10,00 11,80 46,21

30

70 1,26 1,26 2,06 10,00 16,60 62,8180 2,06 2,06 2,35 10,00 22,05 84,8690 2,35 2,35 2,85 10,00 26,00 110,86

100 2,85 2,85 4,58 10,00 37,15 148,01110 4,58 4,58 6,57 10,00 55,75 203,76120 6,57 6,57 9,94 10,00 82,55 286,31130 9,94 9,94 13,82 10,00 118,80 405,11140 13,82 13,82 15,62 10,00 147,20 552,31

Timnpul de demarare fata de viteza autovehiculului

0,0020,0040,00

60,0080,00

100,00120,00

140,00160,00180,00

0 50 100 150

Va [km/h]

t [s

] Timnpul de demararefata de vitezaautovehiculului

Diagrama de demarare

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0,00 50,00 100,00 150,00 200,00

t [s]

Va [

km

/h]

Diagrama dedemarare

Graficul demarajului Va =f (t) se trasează cu datele din tabelul 5.1 alegînd ca variabilă independentă timpul "t" şi reprezentându-l pe axa absciselor şi ca variabilă dependentă viteza Va reprezentata pe scara ordonatelor.

31

Spaţiul de demarare se determină cu ajutorul diagramei td = f (Va) trasată la punctul anterior figura şi reprezintă, în baza ecuaţiei aria suprafeţei cuprinse între axa ordonatelor şi curba td = f (Va).

Pentru determinarea ariei acestui domeniu se procedeaza in mod asemanator ca la determinarea timpului de demarare. Se imparte intervalul de timp pentru demarare in subintervale mici si se divide intreaga suprafata in trapeze mixtilinii . Spatiul de demarare

se calculeaza cu relatia:

unde:r-este scara timpului (1 s=r mm);

-aria trapezului considerat.Datele obtinute se inscriu in tabelul 5.2 si se prezinta grafic variatia spatiului de

demarare Sd functie de viteza autovehiculului Va.Timpul de demarare corespunzator vitezei de 100km/h se citeste direct din graficele

Va=f(t).Pentru determinarea timpului de demarare la parcurgerea distantei S se folosesc

diagramele S=f(Va) si Va=t. Determinarea timpului de repriza intr-o treapta de viteza Va pentru treapta respectiva determinand aria suprafetei de sub curba intre Vai si Vaf. Datele obtinute se trec in tabel identic cu tabelul 5.1.

32

Tabelul 5.2t

[s]Va

[km/h]C1

[mm]C2

[mm] [mm] [mm ] [mm ]

S[m]

2,84 0 0 10 0,79 3,95 3,95 0,115,62 10 10 20 1,56 23,42 27,37 0,769,81 20 20 30 2,72 68,10 95,47 2,65

15,66 30 30 40 4,35 152,22 247,69 6,8823,81 40 40 50 6,61 297,59 545,28 15,1534,41 50 50 60 9,56 525,66 1070,94 29,7546,21 60 60 70 12,84 834,29 1905,23 52,9262,81 70 70 80 17,45 1308,48 3213,70 89,2784,86 80 80 90 23,57 2003,56 5217,27 144,92

110,86 90 90 100 30,79 2925,39 8142,65 226,18148,01 100 100 110 41,11 4316,87 12459,52 346,10203,76 110 110 120 56,60 6508,90 18968,42 526,90286,31 120 120 130 79,53 9941,21 28909,63 803,05405,11 130 130 140 112,53 15191,51 44101,13 1225,03552,31 140 140 150 153,42 22245,69 66346,82 1842,97

33

Diagrama spatiului de demarare

0,00200,00400,00600,00800,00

1000,001200,001400,001600,001800,002000,00

0 50 100 150

Va [km/h]

S [

m]

Diagrama spatiului dedemarare

5.3 Concluzii. Se fac aprecieri privind timpul de demarare, spatiul de demarare si timpul de repriza. Se intocmeste un referat la care se anexeaza graficele trasate si observatiile executantului.

6. DETERMINAREA PARAMETRILOR CAPACITATIIDE FRANARE

6.1- Scopul şi conţinutul aplicaţiei. In cadrul aplicaţiei se vor studia parametrii capacităţii de frânare ai unui autovehicul la deplasarea pe un drum din beton în condiţiile a trei stări diferite ale suprafeţei de rulare: uscată, umedă, cu polei.

Frânarea reprezintă procesul prin care se reduce parţial sau total viteza autovehiculului. Capacitatea de frânare are o importanţă deosebită pentru utilizarea autovehiculului în circulaţia rutieră. Ea se apreciază prin următorii parametri:

- deceleraţîa maximă în procesul de frânare;- timpul minim de frânare;- spaţiul minim de frânare;- spaţiul de oprire.

6.1.1- Decelaraţia la frânare reprezintă intensitatea cu care se reduce vitezaautovehiculului în decursul procesului de frânare. Valoarea deceleraţiei depinde deintensitatea cu care acţionează sistemul de frânare, de viteza iniţială a autovehiculului, dacă frânarea se execută cu motorul decuplat sau nedecuplat etc.

Când frânarea se produce fără decuplarea motorului şi cu admisia motorului la mers în gol (pedala de acceleraţie eliberată) asupra roţilor motoare se manifestă pe lângă rezistenţele curente datorate înaintării autovehiculului şi influenţa momentelor de inerţie ale organelor în rotaţie legate cinematic de acestea şi forţele de rezistenţă din motor (forte de frecare, rezistenţa datorită compresiunii amestecului, aspiraţiei etc).

Dacă se frânează violent, cu ambreiajul decuplat şi frânarea se exercită cu toate roţile decelerarea maximă a autovehiculului este dată de relaţia:

34

în care:

- coeficientul de influenţă a roţilor aflate în mişcare de rotaţie asupra masei autovehiculului în mişcare de translaţie unde:

JR-momentul de inertie al unei roti (JR=0,2-0,6 kg pentru autoturisme);

rr-raza de rulare a rotilor;ma-masa autovehiculului; ma=Ga/g;n-numarul de roti ale autovehiculului;

-forta specifica de franare generata de sistemul de franare. Aceasta poate avea valori diferite functie de intensitatea actiunii sistemului de franare intre zero si valoarea coeficientului de aderenta .In cazul blocarii rotilor forta specifica de franare capata valoarea .

f-coeficientul de rezistenta la rulare;p-panta caii de rulare;K-coeficientul de rezistenta aerodinamica frontala al autovehiculului;A-aria sectiuni transversale a autovehiculului;Va-viteza autovehiculului;Ga-greutatea autovehiculului.Daca franarea incepe de la o viteza mai mica de 80 km/h, influenta rezistentei aerului se

poate neglija, si daca deplasarea se face pe un drum foarte bun care opune o rezistenta mica la rularea rotilor ce se neglijeaza, ecuatia decelerari se scrie:

In cazul deplasarii pe un drum orizontal rezulta:

Daca se provoaca blocarea rotilor prin actionarea sistemului de franare, deceleratia obtinuta este:

;

6.1.2 - Timpul de frânare reprezintă perioada de timp de frânare intensă scursă din momentul în care forţa de frânare a atins intensitatea impusă până când viteza autovehiculului s-a redus la valoarea dorită sau s-a oprit. Dacă frânarea se face cu motorul decuplat şi viteza autovehiculului se reduce de la Va1 la Va2 timpul minim de frânare este dat de relaţia:

35

in care:

cand frecarea se face fara blocarea rotilor si

cand s-au blocat rotile.

La frânarea autovehiculului pe o cale orizontală în cazul deplasării cu viteza redusă (sub 80 Km/h), influenţa rezistenţei aerului (Fa = 0) se poate neglija relaţia timpului de frânare devine:

în cazul frânării cu toate roţile fără blocarea lor şi

în cazul blocării roţilor.Dacă frânarea se execută până la oprirea autovehiculului (Va2 = 0) se obţine

Practic modul de executare a procesului de frânare depinde de construcţia mecanismului de frânare de gradul de încărcare al vehiculului, de repartiţia dinamică a sarcinilor pe punţi şi de starea tehnică a mecanismului. Influenţa acestor factori se apreciază prin coeficientul Ke de eficacitate a frânelor care reprezintă raportul între deceleraţia maximă posibilă ( + f) şi deceleraţia dezvoltată în condiţii reale la frânare violentă. Valorile coeficientului Ke pentru diferite autovehicule sunt indicate în tabelul 6.1.

Tabelul 6.1Tipul

autovehicululuiFara incarcatura Cu incarcatura nominala

Frana fara repartitor

Frana cu repartitor

Frana fara repartitor

Frana cu repartitor

Autoturisme 1,2 1,0 1,2 1,0Autocamioane 4-5

t si autobuze cu lungime pana la

7,5m

1,4 1,2 1,2 1,6

Autocamioane si autobuze de mare tonaj, troleibuze

1,6 1,4 2,0 1,8

Dacă se tine seama de coeficientul de eficacitate a frânelor, timpul minim de frânare se calculează cu relaţia :

dacă nu s-au blocat roţile şi

36

dacă roţile sunt blocate prin frânare.

6.1.3 - Spaţiul minim de frânare reprezintă distanţa parcursă de autovehic în timpul frânării efective cu intensitate maximă când viteza lui s-a micşorat de la Va1 laVa2.

Când frânarea se realizează cu toate roţile cu motorul decuplat în condiţii ideale de frânare (pneuri noi, carosabil uscat, sistem de frânare în bună stare de funcţionare) spaţiul minim de frânare se calculează cu relaţia:

Când viteza autovehiculului la care începe frânarea este mică se poate negii rezistenţa aerului şi spaţiul minim de frânare se calculeaizâ cu relaţia:

în cazul frânării pe un drum orizontal relaţia devine:

Dacă frânarea se realizează numai cu roţile punţii din faţă şi se consideră că valoarea rezistenţei la rulare a roţilor este mică şi se poate neglija, spaţiul minim de frânare se calculează cu relaţia:

in care : hg- ordonata centrului de masa al autovehiculului fata de suprafata caii de rulare; b- distanta de la centru de masa la puntea din fata.

Pentru frânarea numai cu roţile punţii din spate, spaţiul minim de frânare se calculează cu relaţia:

Daca franarea se executa pana la oprirea autovehiculului (Va2=0), spatiul de franare in conditiile aratate mai inainte, se calculeaza cu relatia:

37

;

cand frânarea se realizează cu toate roţile şi:

în cazul frânării numai cu roţile punţii din faţă, respectiv

în cazul frânării numai cu roţile punţii din spate.

Valorile reale ale spaţiului minim de frânare Sf min sunt mai mari cu 30 - 40% faţă de valorile calculate datorită influenţei stării pneurilor, căii de rulare, eficienţei mecanismului de frânare etc.

6.1.4 - Spaţiul de oprire reprezintă distanţa parcursă de autovehicul din momentul sesizării de către operator a necesitatii frânării şi până la oprirea completă prin frânare. Spaţiul de oprire este suma dintre spaţiul minim de frânare Sf min şi spaţiul suplimentar de mişcare Ss.

în care spaţiul suplimentar Ss se calculează cu relaţia:

, unde:

t1 - timpul întârzierilor fiziologice şi reprezintă timpul de reacţie a conducătorului auto din momentul sesizării necesităţii frânării până la începerea acţionării pedalei de frână (t1=0,5-1 s);

t2 - timpul întârzierilor mecanice şi este timpul scurs din momentul începerii acţionării pedalei până la începerea acţiunii de frânare (t2 =0,2 - 0,5);

t3 - timpul de iniţiere a frânării şi reprezintă intervalul de timp din momentul începerii acţiunii de frânare până la atingerea valorii maxime (t3 = 0,1 s pentru frâne cu comandă hidraulică, t3 = 0,5 -1,0 s pentru cele cu comandă pneumatică).

6.2. - Modul de lucru. Aplicaţia cuprinde următoarele faze: culegerea datelor iniţiale, prezentare datelor cerute şi rezolvarea lor.

6.2.1 - Datele iniţiale. Pentru rezolvarea aplicaţiei sunt necesare următoarele date: greutatea totală a autovehiculului Ga, raza de rulare rr, momentul de inerţie al unei roţi JR (JR=0,2 - 0,6 Kg m2), coeficientul de aderenţă, ( = 0,7 - 0,8 pentru beton uscat, = 0,35 pentru drum umed şi = 0,15 drum cu polei). Unghiul de înclinare al căii de rulare faţă de orizontală ( =0° şi

= 5°), coeficientul de rezistenţă aerodinamică a autovehiculului Cx„ aria secţiunii transversale a

38

autovehiculului A, ampatamentul L, coordonatele centrului de masă a, b, hg (hg 0,2 L), perioadele de timp t1, t2, t3.

6.2.2. - Datele care se cer. In cadrul aplicaţiei se vor determina următorii parametri ai capacităţii de frânare:

6.2.2.1. - Deceleraţia maximă pentru trei stări ale suprafeţei căii de rulare, uscată, umedă şi cu polei în următoarele situaţii:

- unghiul de înclinare faţă de orizontală = 0°, = 5°;

- frânarea se execută cu toate roţile în rulare;

- frânarea se execută cu toate roţile blocate ( = 0,8 );

- viteza iniţială a autovehiculului este de Va1 = 60 Km/h, Va2= 100 Km/h şi Va max.

6.2.2.2. - Timpul minim de frânare până la oprirea autovehiculului pentru situaţiile indicate la pct. 6.2.2.1;

6.2.2.3. - Spaţiul minim de frânare funcţie de viteza iniţială a autovehiculului în condiţiile:

- cale de rulare orizontală şi rectilinie ( = 0°);

- starea suprafeţei căii de rulare uscată, umedă şi cu polei;

- frânarea se execută cu toate roţile în rostogolire;

- frânarea se execută cu toate roţile blocate;

- frânarea se execută numai cu roţile punţii din faţă în rostogolire;

- frânarea se execută numai cu roţile punţii din spate în rostogolire;

- viteza iniţială a autovehiculului variază între 10 Km/h şi Vamax ;

6.2.2.4.- Spaţiul de oprire funcţie de viteza iniţială a autovehicului în condiţiile:

- cale de rulare orizontală ( = 0°) din beton cu suprafaţa uscată;

- frânarea se realizează, cu toate roţile în rostogolire;

- frânarea se realizează, numai cu roţile puntei din faţă în rostogolire;

- frânarea se realizează numai cu roţile puntei din spate în rostogolire;

- viteza iniţială a autovehiculului variază între 10 Km/h şi Vamax .

6.2.3. - Rezolvare. Deceleraţia maximă şi timpul minim de frânare se calculează cu

ajutorul relaţiilor dând pe rând valorile iniţiale pentru parametrii caracteristici situaţiilor

prevăzute la pct. 6.2.3.1 şi 6.2.3.2. Rezultatele obţinute se înscriu în tabelul 6.1.

Pentru determinarea spaţiului minim de frânare se folosesc după caz relaţiile (6.19),(6.20) şi

(6.21) în care se introduc pe rând valorile indicate la pct. 6.2.2.3 pentru parametrii specifici

caracteristicilor de frânare analizate. Rezultatele obţinute se înscriu în tabelul 6.2 şi se reprezintă

39

graficul de variaţie al spaţiului minim de frânare funcţie de viteza iniţială a autovehiculului. Sfmin =

f (Va).

Deceleratia maxima si timpul minim de franare

Tabelul 6.1

Nr. Crt.

Parametrul UM Starea caii de rulare

Uscata Umeda Cu polei

1 Coeficientul de aderenta 0,75 0,35 0,15

2 Coeficientul de frecare 0,6 0,28 0,12

3 Panta drumului: p1 p2

% 0 0 0

% 8,72 8,72 8,724 Viteza initiala: Va1

Va2 Va max

Km/h 60 60 60

Km/h 100 100 100Km/h 171 171 171

5 Deceleratia maxima in cazul franarii cu rotiile: in rulare blocare

m 94,82 90,92 89,11

m 93,17 90,03 88,58

6 Timpul minim de franare cu rotile: in rulare blocare

s -0,05251

-0,05480

-0,05601

s -0,05344

-0,05534

-0,05634

Determinarea spatiului de oprire functie de viteza initiala a autovehiculului se face prin calcul folosind relatiile in care se introduc pe rand valorile parametrilor caracteristici conditiilor de franare specificate la pct. 6.2.2.4

6.3 Concluzii. Pe baza rezultatelor obtinute se fac aprecieri privind variatia parametrilor capacitatii de franare in functie de condiitile de franare. Se intocmeste un referat care sa cuprinda concluziile desprinse si graficele mentionate.

Spatiul minim de franare

40

Tabelul 6.2V

itez

a in

itia

la [

km/h

]

140

7,86

21,2

8

27,8

9

9,77

16,2

9

47,9

7

55,3

8

20,0

9

34,8

0

110,

67

119,

84

42,0

8

130

6,78

18,3

5

24,0

5

8,43

14,0

5

41,3

6

47,7

5

17,3

3

30,0

2

95,4

3

103,

34

36,3

1

120

5,78

15,6

4

20,4

9

7,18

11,9

8

35,2

4

40,6

9

14,7

7

25,6

0

81,3

1

88,0

5

30,9

6

110

4,86

13,1

4

17,2

2

6,04

10,0

7

29,6

1

34,1

9

12,4

2

21,5

2

68,3

2

73,9

9

26,0

3

100

4,02

10,8

6

14,2

3

4,99

8,32

24,4

7

28,2

6

10,2

7

17,7

9

56,4

6

61,1

5

21,5

3

90 3,25

8,80

11,5

3

4,05

6,74

19,8

2

22,8

9

8,32

14,4

2

45,7

4

49,5

3

17,4

5

80 2,57

6,95

9,11

3,20

5,33

15,6

6

18,0

8

6,58

11,4

0

36,1

4

39,1

3

13,7

9

70 1,97

5,32

6,97

2,45

4,08

11,9

9

13,8

5

5,04

8,73

27,6

7

29,9

6

10,5

6

60 1,45

3,91

5,12

1,80

3,00

8,81

10,1

7

3,70

6,42

20,3

3

22,0

1

7,76

50 1,01

2,71

3,56

1,25

2,08

6,12

7,06

2,57

4,46

14,1

2

15,2

9

5,39

40 0,64

1,74

2,28

0,80

1,33

3,92

4,52

1,65

2,85

9,03

9,78

3,45

30 0,36

0,98

1,28

0,45

0,75

2,20

2,54

0,93

1,60

5,08

5,50

1,94

20 0,16

0,43

0,57

0,20

0,33

0,98

1,13

0,41

0,71

2,26

2,45

0,86

10 0,04

0,11

0,14

0,05

0,08

0,24

0,28

0,10

0,18

0,56

0,61

0,22

Fra

nare

a se

re

aliz

eaza

cu:

Toa

te r

otil

e in

ru

lare

Rot

ile

punt

i din

fa

ta

Rot

ile

punt

i din

sp

ate

Toa

te r

otil

e bl

ocat

e

Toa

te r

otil

e in

ru

lare

Rot

ile

punt

i din

fa

ta

Rot

ile

punt

i din

sp

ate

Toa

te r

otil

e bl

ocat

e

Toa

te r

otil

e in

ru

lare

Rot

ile

punt

i din

fa

ta

Rot

ile

punt

i din

sp

ate

Toa

te r

otil

e bl

ocat

e

Val

oare

a co

ef. d

e ad

eren

ta

(fre

care

)

f=0,

75

m=

0,6

f=0,

35

m=

0,28

f=0,

15

m=

0,12

Fel

ul

drum

ului

Bet

on c

u su

praf

ata

usca

ta

Bet

on c

u su

praf

ata

umed

a

Bet

on c

u po

lei

41

Variatia spatiului minim de franare pe suprafata uscata

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150

Va [km/h]

Sf

min

Toate rotiile in rulare

Rotile puntii din fata

Rotile puntii din spate

Toate rotile blocate

Variatia spatiului minim de franare pe suprafata umeda

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150

Va [km/h]

Sf

min

Toate rotile in rulare

Rotiile puntii din fata

Rotile puntii din fata

Toate rotile blocate

Variatia spatiului minim de franare pe suprafata cu polei

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150

Va [km/h]

Sf m

in

Toate rotile in rulare

Rotile puntii din fata

Rotile puntii din spate

Toate rotile blocate

42

Spatiul de oprireTabelul6.3

Vit

eza

init

iala

[km

/h]

140

7,86

15,9

3

23,7

9

16,2

9

15,9

3

32,2

2

34,8

0

15,9

3

50,7

3

130

6,78

14,8

0

21,5

8

14,0

5

14,8

0

28,8

5

30,0

2

14,8

0

44,8

2

120

5,78

13,6

6

19,4

4

11,9

8

13,6

6

25,6

3

25,6

0

13,6

6

39,2

5

110

4,86

12,5

2

17,3

8

10,0

7

12,5

2

22,5

9

21,5

2

12,5

2

34,0

4

100

4,02

11,3

8

15,4

0

8,32

11,3

8

19,7

0

17,7

9

11,3

8

29,1

7

90 3,25

10,2

4

13,5

0

6,74

10,2

4

16,9

9

14,4

2

10,2

4

24,6

6

80 2,57

9,10

11,6

8

5,33

9,10

14,4

4

11,4

0

9,10

20,5

0

70 1,97

7,97

9,94

4,08

7,97

12,0

5

8,73

7,97

16,7

0

60 1,45

6,83

8,28

3,00

6,83

9,83

6,42

6,83

13,2

4

50 1,01

5,69

6,70

2,08

5,69

7,77

4,46

5,69

10,1

5

40 0,64

4,55

5,20

1,33

4,55

5,89

2,85

4,55

7,41

30 0,36

3,41

3,78

0,75

3,41

4,16

1,60

3,41

5,02

20 0,16

2,28

2,44

0,33

2,28

2,61

0,71

2,28

2,99

10 0,04

1,14

1,18

0,08

1,14

1,22

0,18

1,14

1,32

Spa

tiul

de

fran

are

Ss

[m]

Sf

[m]

S0

[m]

Ss

[m]

Sf

[m]

S0

[m]

Ss

[m]

Sf

[m]

S0

[m]

Mod

ul d

e fr

anar

e

cu to

ate

roti

le

cu r

otil

e pu

ntii

din

fa

ta

cu r

otil

e pu

ntii

din

sp

ate

43

Spatiul de oprire

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 50 100 150

Va [km/h]

So

Suprafata de rulareuscata

Suprafata de rulareumeda

Suprafata de rulare cupolei

7. DETERMINAREA CONDITIILOR DE STABILITATE ALE AUTOVEHICULELOR

7.1. - Scopul şi conţinutul aplicaţiei în cadrul aplicaţiei . Se vor studia stabilitatea autovehiculelor cu roţi la alunecare şi răsturnarea longitudinală, stabilitatea la derapare şi răsturnare transversală, la deplasare în curbe şi stabilitatea transversală la deplasare rectilinie.

Stabilitatea unui autovehicul reprezintă capacitatea acestuia de a se opune alunecării, derapării, patinării ori răsturnării în timpul deplasării pe căile rutiere.

Pierderea stabilităţii autovehiculului este rezultatul acţiunii următorilor factori:

- forţele care acţionează asupra autovehiculului (forţa de tracţiune, forţa de frânare, forţa de inerţie, forţa laterală datorată vântului ş.a.);

- caracteristicile geometrice ale căii de rulare (înclinările longitudinale,transversale, denivelări, neregularităţi, curbe, ş.a.);

- oscilaţiilor autovehiculelor (tangaj, ruliu, giraţie ş.a).

La urcarea unei pante rectilinie autovehiculul poate să-şi piardă stabilitatea prin alunecare către piciorul pantei sau prin răsturanare în raport cu axa roţilor din spate. Condiţia de stabilitate la răsturnare de este :

in care:

44

- unghiul de înclinare al căii de rulare faţă de orizontală;

a, b, hg - cotele de poziţie ale centrului de masă al autovehiculului.

Stabilitatea la alunecare a autovehiculului către piciorul pantei este asigurată dacă:

când puntea motoare este în spate,

când puntea motoare este în faţă, şi

când ambele punţi sunt motoare.

în aceste relaţii (p reprezintă coeficientul de aderenţă al roţilor cu calea de rulare.

La deplasarea rectilinie cu viteză mare, pe drum orizontal este posibilă pierderea stabilităţii datorită acţiunii forţei de rezistenţă frontală a aerului şi a forţei portante.

Condiţia de stabilitate este:

in care:Va- viteza de deplasare a autovehiculului [km/h];ha - înălţimea metacentrului faţă de calea de rulare;

- densitatea aerului;Cz - coeficientul de portantă, Cz = 0,3 - 0,5;A- aria secţiunii transversale a autovehiculului;K- coeficientul aerodinamic frontal.

In cazul deplasării autovehiculului pe o cale de rulare cu înclinare transversala sau curbă se poate pierde stabilitatea prin alunecarea ori răsturnare transversală mişcarea în curbă se reglează cu viteza constantă (Va = constant) şi pe o traiectorie cu raza constantă, condiţia de stabilitate la răsturnare transversală este:

pentru calea cu înclinare transversală şi

pentru calea orizontală. In relaţii R reprezintă raza medie a traiectoriei autovehiculului,

E -ecartamentul mediu al roţilor autovehiculului şi unghiul de înclinare transversală a căii de rulare.

Condiţiile de stabilitate la derapare transversală în aceleaşi situaţii ale autovehiculului sunt:

45

pentru calea cu înclinare transversală şi

pentru calea fără inclinare transversală ( = 0).

Stabilitatea transversală a autovehiculului la derapare este influenţată de:- forţa laterală a vântului;- înclinările transversale ale căii de rulare;- interacţiunea dintre roţile autovebit3li''jfl şi calea de rulare la demarare şi

frânare;- bracarea bruscă a roţilor de direcţie;Condiţiile de stabilitate pe o cale de rulare transversală în cazul deplasării rectilinii a

autovehiculelor cu viteză constantă sau în cazul staţionării sunt:

la răsturnare transversală şi

la derapare;in care -coeficientul de aderenta transversala ( =0,8 ).

Condiţiile de stabilitate transversală la deplasarea autovehiculelor cu viteză ridicată pe o cale de rulare rectilinie şi fără înclinare transversală, în cazul rotirii bruşte a roţilor de direcţie sunt:

pentru evitarea rasturnarii si

pentru evitarea derapării, unde d /dt - reprezintă viteza unghiulară de bracare a roţilor de direcţie.

7.2. - Modul de lucru.Rezolvarea aplicaţiei cuprinde trei faze: selectarea datelor iniţiale, precizare datelor

cerute şi rezolvarea aplicaţiei.

7.2.1. - Date iniţiale.Din materialul documentar privind caracteristicile tehnice ale autovehiculelor şi din

aplicaţiile anterioare se preiau următoarele date: ampatamenrul autovehiculului L, ecartamentul mediu E, cotele de poziţionare ale centrului de masă al autovehiculului a, b, hg, aria secţiunii transversale a autovehiculului A, coeficientul aerodinamic frontal K, coeficientul de portantă Cz

(Cz = 0,3 - 0,5) greutatea totală a autovehiculului Ga, coeficientul de aderenţă pentru cele trei stări ale suprafeţei căii de rulare ( = 0,7-0,8 pentru suprafaţă uscată , = 0,35 pentru suprafaţă umedă şi = 0,15 pentru suprafaţa cu polei), înălţimea metacentrului faţă de calea de rulare ha=(0,4-0,55)H, înălţimea autovehiculului H, unghiul de înclinare transversală a căii de rulare .

7.2.2. - Date care se determină.Aplicaţia are ca scop să rezolve următoarele:- determinarea condiţiilor de stabilitate longitudinală la răsturnare şi la alunecare

pentru cele trei stări ale suprafeţei căii de rulare;- determinarea vitezei maxime de stabilitate longitudinală la deplasarea pe drum

46

orizontal;- trasarea graficului de variaţie a vitezei limită de stabilitate la răsturnare

transversală funcţie de raza de curbură a căii de rulare Var=f(R) pentru trei valoriale unghiului de înclinare transversală ;

- trasarea graficului de variaţie a vitezei limită de stabilitate la derapareatransversală funcţie de raza de curbură a căii de rulare V ar=f(R) pentru trei valoriale coeficientului de aderenţă şi = 0°;

- determinarea condiţiilor de stabilitate transversală la deplasarea rectilinie pedrum înclinat transversal;

- trasarea graficului de variaţie a vitezei unghiulare limită de bracare a rotilor de

direcţie funcţie de viteza de deplasare =f(Va) pentru cele trei stari ale suprafeţei căii

de rulare (uscată, umedă şi cu polei).

7.2.3. - Rezolvarea obiectivelor aplicaţiei se face în modul următor:-se calculează valorile unghiurilor limită de stabilitate r şi a cu ajutorul

relaţiilor şi rezultatele obţinute se trec în tabelul 7.1.

Valorile unghiurilor limita de stabilitate longitudinalaTabelul 7.1

Specificatie Punte motoare spate Punte motoare fata Ambele punti motoareUnghi de stabilitate la rasturnare 63,3 64,19 81,11Unghi de stabilitate la alunecare - 0,75 - 0,35 - 0,15

15,35 11,78 36,86

6,82 5,88 19,29

2,84 2,60 8,53

-se calculează viteza maximă la limita de stabilitate la răsturnare longitudinalafaţă de axa punţii din spate în cazul deplasării autovehiculului în aliniament pe o calede rulare orizontală folosind relaţia;

-pentru trasarea diagramei Var=f(R) se folosesc relaţiile in care se introduc pe rând valori crescătoare de la zero la 300m pentru raza de curbura a drumului. Rezultatele obţinute se trec în tabelul 7.2.

Viteza limita de stabilitate la răsturnarea transveralăTabelul 7.2

Unghiul de Raza curbei [m]

47

înclinare transversală

15 20 30 40 60 80 100 140 180 240 300

43,96 50,76 62,17 71,78 87,92 101,52 113,50 134,29 152,27 175,83 196,58

46,43 53,61 65,66 75,81 92,85 107,22 119,87 141,83 160,82 185,70 207,62

48,09 55,53 68,01 78,53 96,18 111,06 124,17 146,92 166,59 192,37 215,07

- pentru trasarea diagramei privind variaţia vitezei limită de stabilitate la derapare transversală la deplasarea autovehiculului în curbă în funcţie de raza de curbură Vad =f(R) se folosesc relaţiile în condiţiile modificării razei de la zero la 300 m şi a trei stări ale suprafeţei căii de rulare (uscată, umeda şi cu polei). Rezultatele obţinute se trec în tabelul 7.3.

Viteza limita de stabilitate la deraparea in curbaTabelul 7.3

Coeficientul de

aderenta laterala

Unghiul de inclinare

transversala

Raza curbei [m]15 20 30 40 60 80 100 140 180 240 300

=0 37,90 43,76 53,60 61,89 75,80 87,53 97,86 115,79 131,29 151,61 169,50=3 39,98 46,17 56,54 65,29 79,96 92,33 103,23 122,14 138,50 159,92 178,80=5 41,41 47,82 58,57 67,63 82,83 95,64 106,93 126,52 143,46 165,65 185,21=0 25,89 29,90 36,62 42,28 51,78 59,79 66,85 79,10 89,69 103,57 115,79=3 28,00 32,34 39,60 45,73 56,01 64,67 72,31 85,55 97,01 112,02 125,24=5 29,38 33,93 41,55 47,98 58,76 67,85 75,86 89,76 101,78 117,53 131,40=0 16,95 19,57 23,97 27,68 33,90 39,14 43,76 51,78 58,72 67,80 75,80=3 19,75 22,80 27,93 32,25 39,49 45,60 50,99 60,33 68,41 78,99 88,31=5 21,45 24,76 30,33 35,02 42,89 49,53 55,37 65,52 74,29 85,78 95,91

48

Viteza limita de stabilitate la rasturnare transversala

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

0 100 200 300 400

R [m]

Var

[km

/h]

Ungi de inclinare 0

Ungi de inclinare 3

Unghi de inclinare 5

Viteza limita de stabilitate de derapare in curba

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

0 100 200 300 400

R [m]

Va

d [

km

/h]

Aderenta 0,75 si unghide inclinare 0

Aderenta 0,75 si unghide inclinare 3

Aderenta 0,75 si unghide inclinare 5

Aderenta 0,35 si unghide inclinare 0

Aderenta 0,35 si unghide inclinare 3

Adrenta 0,35 si unghide inclinare 5

Aderenta 0,15 si unghide inclinare 0

Aderenta 0,15 si unghide inclinare 3

Aderenta 0,15 si unghide inclinare 5

- se determină prin calcul valoarea unghiului limită de înclinare transversală a căii de rulare la care se asigură stabilitatea la răsturnare şi la derapare transversală folosind relaţiile.

- pentru trasarea graficului de variaţie a vitezei limită de bracarea a roţilor de direcţie la care este asigurată stabilitatea transversală la răsturnare şi respectiv derapare, funcţie de

viteza de deplasare a autovehiculului =f(Va) se folosesc relaţiile dând valori succesive

vitezei Va max între 30 Km/h şi valoarea vitezei maxime Va max realizată de autovehicul pe drum orizontal. Rezultatele obţinute se trec în tabelul 7.4.

Viteza unghiulara limita de blocare a rotilorTabelul 7.4

Specificatie Viteza automobilului Va [km/h]30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Unghi de stabilitate la rasturnare 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28 45,28

Evitarea rasturnarii 3,84 2,88 2,30 1,92 1,65 1,44 1,28 1,15 1,05 0,96 0,89 0,82

Unghi de stabilitate la alunecare

- 0.75

36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86 36,86

2,84 2,13 1,70 1,42 1,22 1,07 0,95 0,85 0,77 0,71 0,66 0,61

49

-

-

19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29 19,29

1,33 0,99 0,80 0,66 0,57 0,50 0,44 0,40 0,36 0,33 0,31 0,28

8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53 8,53

0,57 0,43 0,34 0,28 0,24 0,21 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,12

Viteza unghiulara limita de blocare a rotilor

0,000,501,001,502,002,503,003,504,004,50

0 50 100 150

Va [km/h]

Stabilitatea larasturnare

Stabilitatea laderapare la aderenta0,75

Stabilitatea laderapare la aderenta0,35

Stabilirea la deraparela aderenta 0,15

se reprezinta grafic valoarea marimilor trecute in tabele.

Concluzii. Se fac aprecieri privind stabilitatea autovehiculului in diferite conditii de deplasare si se intocmeste un referat care sa contina graficele trasate si observatiile executantului.

BIBLIOGRAFIE

50

1. Ghiulai C., Vasiliu Gh. - Dinamica autovehiculelor - Editura.Didactică, şi Pedagogică, Bucureşti 1975.

2. Gillespie Th. D - Fundamentals of Vehicle Dynamics - Society of AutomotiveEngineers, Inc. SAE 1992.

3. Neculăiasa V - Mişcarea autovehiculelor - Polirom Iaşi 1997.

4 Untaru M., Pereş Gh. , Stoicescu A., Potincu Gh., Tabacu I. - Dinamica autovehiculelor pe roţi - Editura Didactică şi. Pedagogica, Bucureşti 1981.

5. Untaru M., Câmpean V., Conescu E., Pereş Gh., Ciolan Gh., Tudor I., Filip N, Câmpean O. - Dinamica autovehiculelor - Universitatea Braşov 1988.

6. Urdăreanu T. , Vasiliu Gh. , Gorianu M., Canţă T. - Propulsia şi circulaţia autovehiculelor cu roţi - Editura. Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti 1987.

51