proiect auto RADUCU.docx
-
Upload
sorin-marcea -
Category
Documents
-
view
338 -
download
1
Transcript of proiect auto RADUCU.docx
PROIECTAUTOMOBILE I
Conducator Proiect: Student:S.l.dr.ing. Laurentiu Popa Deaconescu Raducu Gr. 8302 a
Bucuresti 2012
1
Bibliografie
[1] Andreescu, C., - Dinamica autovehiculelor, notite de curs, UPB, 2011- 2012;[2] Oprean, M., - Transmisii autovehicule, notite de curs, UPB, 2011-2012;[3] Stoicescu, A.- Proiectarea performantelor de tractiune si de consum ale automobilelor, Ed. Tehnica, Bucuresti, 2007;[4] Rumsiski, L.Z. – Prelucrarea matematica a datelor experimentale_Indrumar, Ed. Tehnica, Bucuresti[5]***www.automobile-catalog.com[6]***www.carfolio.com[7]***www.mercedes.ro[8]***www.renault.ro[9]***www.toyota.ro[10]***www.volkswagen.ro[11]***www.opel.ro
Temă de proiect la AUTOMOBILE I
2
Sa se efectueze proiectarea generala , functionala, privind dinamica tractiunii si ambreiajul pentru un automobil avand urmatoarele caracteristici:
Tipul automobilului………………….autoturism; Caroseria…………………………………..break; Numar de persoane (locuri)……………………5; Viteza maxima in palier………………..200km/h; Panta maxima………………………………29%; Tipul motorului…………………………....MAS; Tractiune……………………………………4X2;
MEMORIU TEHNIC JUSTIFICATIV
Partea I
1. Alegerea unui numar adecvat de modele similare de automobile (minim 5), analiza particularitatilor lor constructive si principalele caracteristici dimensionale ,masice si energetice.
2. Studiul organizari generale si a formei constructive pentru automobilul cerintelor temei.2.1. Determinarea principalilor parametrii dimensionali si masici ai automobilului,
precum si a subansamblarilor acestuia;2.2. Determinarea formei si a dimensiunilor spatiului util, inclusiv a interiorului
postului de conducere;2.3. Intocmirea schitei de organizare generala;2.4. Determinarea pozitiei centrului de masa al aumobilului, atat la sarcina utila
nula, cat si la sarcina utila maxima constructiva.Determinarea incarcaturilor la punti si a parametrilor ce definesc capacitatea de trecere si stabilirea longitudinala a automobilului , in stransa legatura cu panta maxima impusa prin tema;
2.5. Alegerea anvelopelor si a jantelor.
3. Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare a pneurilor, a coeficientului de rezistenta a aerului, a ariei sectiunii tranversale maxime si a randamentului transmisiei.
4. Determinarea rezistentelor la inaintare si puterilor corespunzatoare, in funcite de viteza automobilului.
3
5. Predeterminarea caracteristicii de turatie la sarcina totala a motorului, din conditia de viteza maxima in palier, alegerea motorului si precizia principalilor parametrii ai motorului ales.
6. Predeterminarea si definitivarea raportului de transmisiei al transmisiei principale.Determinarea raportului de transmitere al primei trepte a schimbatorului de viteze.
Partea II
1. Studiul tehnic al solutiilor constructive posibile pentru ambreiaj si alegerea variantei ce se va proiecta.
2. Calculul de dimensionare si verificare a garniturilor de frecare ale ambreiajului.
3. Calculul si proiectarea principalelor componente ale ambreiajului (arcuri de presiune, disc de presiune, disc condus, arbore, elemente de fixare si ghidare).
4. Calculul si proiectarea sistemului de actionare al ambreiajului.
Material grafic (planse desen tehnic) va cuprinde:
1. Desen de ansamblu sumar al automobilului (3 vederi);
2. Desen de ansamblu al ambreiajui (vedere laterala si sectiune longitudinala).
Cap. 1. Alegerea si analiza unor modele similare
4
1.1 Alegerea unor modele similare
Modelele alese pentru a utiliza ca etalon la inceputul proiectului sunt prezentate in tabelul 1.1. Caracteristicile acestor modele au abateri de maxim 5% fata de cele impuse in tema de proiect cu organizare si particularitati constructive variate.
In figura 1.1 avem imagini cu modelele alese care corespund criteriilor din tema de proiect.
Volkswagen Bora Variant 2.0 Skoda Fabia Combi 2.0
Mercedes-Benz
C200 CDI Break Toyota Avensis Tourer 1.8
Renault Clio Sport Tourer Opel Insignia Sports Tourer
5
Peugeot 207 SW Fiat Croma
Fig. 1.1-Imagini cu modelele similare alese
Denumire autoturism
Tip caroserie
Numar locuri
Viteza maxima in palier[km/h]
Tipul motorulu
i
Tractiune
Volkswagen Bora Variant 2.0
break 5 195 MAS 4x2fata
Skoda Fabia Combi 2.0
break 5 197 MAS 4x2fata
Mercedes-Benz
C200 CDI Break
break 5 200 MAS 4x2spate
Toyota Avensis Tourer 1.8
break 5 200 MAS 4x2fata
Renault Clio Sport Tourer
break 5 186 MAS 4x2fata
Opel Insignia Sports Tourer
break 5 187 MAS 4x2fata
Peugeot 207 SW break 5 182 MAC 4x2spate
Fiat Croma break 5 195 MAC 4x2fata
Tabelul 1.1- Modelele similare alese
6
In tabelul 1.1 sunt prezente modelele similare alese. Ele se caracterizeaza prin faptul ca toate sunt autoturisme, au caroseria de tip break, 6 modele echipate cu motoare cu aprindere prin scanteie (MAS)iar ultimele doua cu motoare cu aprindere prin comprimare , au formula rotilor 4x2, tractiune fata, mai putin modelul Mercedes Benz C200 si modelul Peugeot 207 SW care au tractiune spate, dispun de un numar 5 locuri si au o viteza maxima in palier in jurul valorii de 190km/h.
1.2. Analiza particularitatilor constructive ale modelelor similar aleseParticularitatile constructive se refera la solutiile gasite de constructorilor
pentru echiparea modelelor lor cu diferite sisteme, subsisteme, ansamble si subansamble care sa indeplineasca anumite functii, cat si cu amplasarea lor cat mai ergonomica si eficienta.
Astfel vom urmari solutiile gasite la modelele studiate pentru amplasarea motorului, tipul de cutie de viteze, puntea motoare aleasa, capacitatea si amplasarea rezervorului de combustibil, capacitatea porbagajului, dimensiunile anvelopelor precum si tipul de frane si suspensii.
In tabelul 1.2 sunt prezentate particularitatile constructive ale autoturismelor comparate.
Denumireautoturism
Amplasamentul motor
Numar trepte cutie de viteze
Tractiune Volum portbagaj[litri]
Volum rezervor[litri]
Pneuri
Volkswagen Bora Variant 2.0
Fata transversal 6 fata 520 55 195/65 R 15V
Skoda FabiaCombi 2.0
Fata transversal 6 fata 467 45 195/50 R 15 V
Mercedes-BenzC200 CDI Break
Fata transversal 6 fata 485 66 205/55 R 16W
Toyota Avensis Tourer 1.8
Fata transversal 6 fata 505 60 205/60 R 16W
Renault Clio Sport Tourer
Fata transversal 5 fata 305 55 185/60 R 15V
Opel Insignia Sports Tourer
Fata transversal 6 fata 540 70 205/60 R 16W
7
Peugeot 207 SW Fata transversal 5 spate 520 45 195/55R15V
Fiat Croma Fata transversal 5 fata 580 62 205/55R16W
Tabelul 1.2- Particularitatile constructive ale autoturismelor comparate
Din Tab.1.2. se pot observa urmatoarele solutii adaptate:-toate modele au motorul amplasat fata transversal;-un singur model are tractiune spate;-5 modelele au numarul de trepte a cutiei de viteze egal cu 6;-trei modele au numarul de trepte a cutiei de viteze egal cu 5;-patru modele au simbolul V(240 km/h) al vitezei maxime pe care o suporta pneul in conditii de siguranta, celelalte avand simbolul W (270km/h);-un singur model are latimea pneului 185mm celelalte avand 205mm respectiv 195mm-la toate modele din tabel rezervorul este amplasat in partea posterioara a autoturismului, pe stanga sau pe drepta.
1.3. Analiza principalilor parametrii dimensionali exteriori
In cele ce urmeaza se vor analiza principalii parametrii dimensionali exteriori: lungimea , latimea, inaltimea cat si dimensiunile care reflecata organizarea:, ampatament, ecartament fata , ecartament spate.
In tabelul 1.3 sunt prezentate principalele caracteristici dimesionale ale autoturismelor comparate.
Dimensiuni de gabarit Dimensiuni de organizareDenumireautoturism
Lungimea[mm]
Latimea[mm]
Inaltimea[mm]
L[mm]
Ef
[mm]Es
[mm]Volkswagen
Bora Variant 2.04409 1735 1485 2515 1513 1494
Skoda Fabia 4232 1646 1452 2462 1419 1408
Mercedes-BenzC200 CDI Break
4595 1770 1455 2760 1540 1544
Toyota Avensis 4780 1810 1480 2700 1560 1560
Renault Clio Sport Tourer
4202 1707 1497 2575 1471 1471
8
Opel Insignia 4908 1858 1520 2737 1585 1587
Peugeot 207 SW 4156 1748 1510 2540 1487 1487
Fiat Croma 4783 1775 1597 2700 1530 1530
Tabel 1.3- Principalele caracteristici dimesionale ale autoturismelor comparate
Legenda: L=ampatament Ef =ecartament fata Es=ecartament spate
Din tabelul 1.3 se observa:- ca variatiile de lungimi , latimi si inaltimi sunt neglijabile, cu o variatie de maxim de 5%;-la primele cinci modele de autoturisme se observa faptul ca ecartamentul fata este mare sau egal cu cel din spate, insa la model Opel Insignia ecartamentul fata este mai mic decat cel spate;
1.4. Analiza principalilor parametrii masici
In continuare se vor prezenta cele sase modele similare in paralel cu modelul impus prin tema de proiectare din punct de vedere al maselor ce le definesc.
Pentru calcularea masa proprie liniara ( m0l [kg/mm]) s-a folosit formula:
m0l=mo
L (1.1)
In tabelul 1.4 sunt prezentate principalele caracteristici masice ale autoturismelor comparate.
Denumireautoturism
m0 [kg] man
[kg]m0l [kg/mm]
Volkswagen Bora Variant 2.0 1437 1960 0.57
Skoda Fabia 1220 1685 0.49
Mercedes-BenzC200 CDI Break
1605 2135 0.58
Toyota Avensis Tourer 1.8 1405 1937 0.52
Renault Clio Sport Tourer 1210 1667 0.46
Opel Insignia Sports Tourer 1610 2165 0.58
Peugeot 207 SW 1290 1758 0.50
9
Fiat Croma 1505 1995 0.55
Tabelul 1.4- Prezentate principalele caracteristici masice ale autoturismelor comparate.Legenda:
m0=masa proprie ; ma= masa totala autorizata; m0l- masa proprie liniara L=ampatamentul;In tabelul 1.4 se observa ca:
- masa proprie a autoturismelor: Skoda Fabia Combi 2.0, Renault Clio Sport Tourer este asemanatoare ;
- modelul Opel Insignia Sports Tourer are o masa proprie mai mare in comparatie cu celelalte sapte modele;
-masa proprie pe persoana este asemanatoare avand o variatie de 5%;
1.5. Analiza parametrilor energetici
Datele din tabelul urmator au fost extrase pe baza sursei [4] cu ajutorul notatiilor si formulelor din sursa [1].
In tabelul .1.5. sunt prezentate principalele caracteristici energetice ale modelelor similare de autovehicule. Pentru a putea determina valoare puterii specifice s-a folosit formula:
Ps= [ kW/kg] (1.2)
Denumireautoturism
Pmax
[kW]Motor Cilindreea
[cm3]D [mm] S [mm] Ps
[kW/kg]
Volkswagen Bora
85 4 cilindriin linie
1968 83 93 0.0433
SkodaFabia
84 4 cilindriin linie
1968 83 93 0.0498
Mercedes-Benz
C200 Break
101 4 cilindriin linie
2148 84 90 0.0473
Toyota Avensis
107 4 cilindriin linie
1798 81 88 0.0552
Renault Clio
81 4 cilindriin linie
1578 80 81 0.0485
10
Opel Insignia
85 4 cilindriin linie
1598 79 82 0.0392
Peugeot207 84 4 cilindriin linie
1896 83 92 0.0477
Fiat Croma 83 4 cilindriin linie
1910 80 83 0.0416
Tabelul 1.5- Principalele caracteristici energetice
Legenda: Pmax=puterea motorului D=alezaj S=cursa pistonului Ps=puterea specifica
-se observa din Tab.1.5. ca desii autoturismul Toyota Avensis Tourer 1.8 are o cilindree (1798) dezvolta cea mai mare putere (150cp);
-toate modelele de autoturisme tratate au motorul cu dispunere 4 cilindrii in linie;
-autoturismul cu cea mai mare cilindree are puterea de 232 cp la 2148 cmc;
-primele doua modele au alezajul si cursa pistonului sunt identice , respectiv 83 cu 93;
-puterea specifica a automobilului Toyota Avensis Tourer 1.8 este cea mai mare in comparatie cu celelelalt modele;
1.6. Stabilirea tipului de automobil ce urmeaza a fi proiectat
Pe baza analizelor făcute pe modelele de automobil similare se poate stabili tipul de autovehicul cu caracteristicile sale ce va urma să fie proiectat. Pentru acesta se alege un model preferenţial ale cărui caracteristici vor predomina în proiectarea automobilului impus prin temă.
Conform temei de proiectare autovehiculul ce se va proiecta va avea următoarele caracterisrici:
- Caroseria va fi break cu cinci locuri;- Tracţiunea va fi la puntea fata cu dispunearea motorului, fata transversal;- Schimbătorul de viteze va fi manual;- Anvelopele folosite vor fi 205/55R16;- Viteza maximă in palier de 200 km/h;
11
Cap 2. Studiul organizari generale si a formei constructive pentru automobilul cerintelor temei
2.1. Predeterminarea principalilor paramentrii dimensionali si masici ai autovehicului de proiectat,precum si a subansamblarilor acestuia
2.1.1 Predeterminarea principalilor parametri dimensionali exterior
Pentru determinarea parametrilor dimensionali principali se va utiliza metoda intervalului de încredere pentru fiecare parametru al autovehiculului.
Determinarea parametrilor dimensionali folosind metoda intervalului de încredere se face urmărind următorii paşi:
a) Calculul mediei valorilor cunoscute, de la modelele similare alese, pentru parametrul xj:
(2.1)
in care:- xj este valoarea cunoscuta a parametrului de la modelul j.
12
-Nms – numarul de modele similare la care se cunosc valoarea parametrului x.
b) Calculul abaterii medii patratice a valorilor parametrului respectiv:
Sx= (2.2)
c) Calculul coeficientului de variatie a valorilor parametrului respectiv:
Cvx= (2.3)
d) Determinarea intervalului de incredere pe baza inegalitatii
(2.4)unde k=Nms-1
in care se alege t din tabelul IV [4]
(2.5)
e) Alegerea valorii parametrului din interval,
După calcularea fiecărui parametru după metoda intervalului de încredere, valorile calculate se vor centraliza în tabelul 2.1
Parametru x Sx Cvx [%] I x xales
Ampatament [mm] 2625 42.95 1.63 2589 2661 2520Lungime [mm] 4510 112.55 2.49 4416 4606 4580Lăţime [mm] 1760 24.32 1.38 1740 1780 1760Înălţime [mm] 1500 17.42 1.16 1485 1515 1500
13
Ecartament faţă [mm] 1515
20.05 1.321498 1532 1520
Ecartament spate [mm] 1510
21.52 1.421492 1528 1515
Tabelul 2.1-Parametrii rezultati in urma calcularii intervalului de incredere
Pentru automobilul de proiectat se vor alege valorile din ultima coloană xales.
Valoarile alease pentru La si la sunt aproape de valoarile maxime a intervalelor de incredere deoarece se doreste marirea spatiului util, astfel incat sa existe un plus de confort pentru pasageri si pentru conducatorul auto.
2.1.2. Predeterminarea principalilor parametri masici
Cu ajutorul formulei (2.1) calculam media valorilor cunoscute pentru m0L, dupa aceea calculam abaterea mediei patratice a valorilor parametrului respectiv cu ajutorul formulei (2.2) si intervalul de incredere pe baza inegalitatii (2.4). Aceste interval are valori cuprinse intre 0,537325562 si 0,544700438. Pentru valoarea 0.540740 aleasa in intervalul precedent, masa proprie a automobilului de proiectat este 1460 kg. Acelasi procedeu am folosit si pentru aflarea masei utile nominale, in urma calculelor aceasta a rezultat aproximativ 600kg.
2.1.3 Determinarea parametrilor masici pentru principalele subansambluri ce compun autovehiculul impus prin temă
Pentru determinarea parametrilor masici ai subansamblurilor principale se va întocmi un tabel în care se vor trece fiecare subansamblu cu valoarea masei proprii şi ponderea acestuia din masa automobilului. Datele se se înscriu în tabelul 2.2.
Tabelul 2.2 Masele principalelor parti componente si forma geometrica a acestora
Nr. crt Denumire subansamblurec ales
mj
m0100 mj.calc mj.ales
Forma
geometrica
1 Motor – transmisie 20.4 19.86 297.84 290
2 Rezervor de combustibil 0.99 0,95 14.45 14
3 Sistem de evacuare 2.45 2,12 35.77 31
14
4 Punte faţă 7.2 6.85 105.12 100
5 Punte spate 5.2 4.86 75.92 71
6 Sistem de direcţie 1.9 1,92 27.74 28
7Instalaţia electrică şi bataria de acumulator
1.9 1,92 27.74 28
8 Roţile 6.4 6,37 93.44 93
9Caroserie, uşi şi
geamuri53 50.18 773.8 732
10Scaun conducător auto
şi scaun pasager- 1 - 15
11 Banchetă spate şi spătar - 1,71 - 25
12Roată rezervă şi
echipament auxiliar- 1.58 - 23
13 Radiator 0.68 10
TOTAL 100 - 1460unde mj este masa fiecarui subansamblu, m0 este masa proprie a
automobilului.
2.2 Determinarea formei si a spatiului util, inclusiv a interiorului spatiului de conducere
2.2.1 Principalele dimensiuni interioare ale automobilelor Dimensiunile interioare ale automobilului au ca obiectiv prezentarea urmatoarelor caracteristici dimensionale:a) Organizarea si dimensiunile postului de conducere;b) Amplasarea banchetelor si scaunelor pentru pasageri si dimensiunile
acestora;c) Dimensiunile volumului util;
15
d) Dimensiunile impuse de constructia si organizarea automobilului . Organizarea si dimensiunile postului de conducere,amplasarea banchetelor si scaunelor pentru pasageri se stabilesc si se verifica cu ajutorul manechinului bidimensional.
2.2.2 Manechinul bidimensional si postul de conducere
Manechinul bidimensional se executa la scara din folie de dural sau plastic acrylic si reprezinta conturul fizic al unui adult de sex masculine. Sunt folosite trei manechine diferentiate prin lungimile segmentelor piciorului ls pentru gamba si lt pentru coapsa, deoarece s-a constatat ca dimensiunile torsului variaza nesemnificativ. Cele trei manechine sunt simbolizate prin procentajele 10, 50, 90 procente. Semnificatia acestui procentaj este urmatoarea: pentru manechinul cu procentaj 90 inseamna ca dintr-un numar de adulti, 90% dintre ei au lungimile segmentelor ls si lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile corespunzatoare acestei tipodimensiuni de manechin, pentru manechinul cu procentaj 50, 50% din numarul de adulti au lungimile segmentelor ls si lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile corespunzatoare acestei tipodimensiuni de manechin,pentru manechinul cu procentaj 10, 10% din numarul de adulti au lungimile segmentelor ls si lt mai mici sau cel mult egale cu lungimile corespunzatoare acestei tipodimensiuni de manechin. Numarul de adulti s-a stabilit dupa criterii statice.
Fig.2.1 Manechinul bidimensional amplasat la postul de conducere
Tipodimensiunea manechinului 10 50 90
16
[procentaje]ls [mm] 390 417 444lt [mm] 408 432 456
Tabel 2.3 Dimensiunile tipodimensiunilor de manechine bidimensionale.
Pozitia manechinului pe scaunul soferului este definita de dimensiunile a si b (pozitia articulatiei H a soldului fata de partea verticala a panoului despartitor de compartimentul motorului, respectiv fata de podea), de unghiul α dintre axa torsului rezemat pe scaun si verticala) si δ care reprezinta unghiurile principalelor articulatii (sold,genunchi si respectiv glezna) ale manechinului bidimensional.Manechinul in aceasta pozitie este prezentat in figura de mai sus.
Manechinul bidimensional este construit la dimensiunile maxime tocmai pentru a cuprinde intreaga gama de dimensiuni ale posibilului conducator auto.
Fig. 2.2 Dimensiunile postului de conducere
Dimesniunile postului de conducere Valori recomandate
pentru autoturisme [o]
Valori alese pentru autoturismul de
proiectat[o]
α [o] – unghiul de inclinare al volanului
20-30 25
β[o] – unghiul de inclinare spre inapoi 60-110 80γ[o] – unghiul dintre sold si ganba 80-170 130
17
(genunchi)δ[o] – unghiul dintre gamba si podea 75-130 100
Tabel 2.4 Dimensiunile tipodimensiunilor de manechine bidimensionale
Valorile alese din tabelul 2.4 se vad pe figura 2.2, unde este schitata pozitia manechinului bidimensional amplasat la postul de conducere.
Poziţionarea manechinului se va reprezenta grafic sub forma unui desen care va cuprinde poziţionarea manechinului pe scaunul şoferului şi pe bancheta din spate.În cadrul acestui desen se vor indica şi reprezenta grafic unghiurile din tabelul 2.4 ,precum şi dimensiunile postului de conducere cu valorile date în tabelul 2.5.
Nr. crt
Dimensiune Valoare
1Distanţa verticală de la punctul R la punctul călcâiului - Hz
[mm]155
2 Cursa orizontal a punctului R [mm] 1503 Diametrul volanului D [mm] 3304 Unghiul de înclinare a volanului α [0] 26
5Distanţa orizontală între centrul volanului şi punctul călcâiului - Wx [mm]
350
6Distanţa verticală între centrul volanului şi punctul călcâiului - Wz [mm]
670
7Distanţa orizontală de la punctul R la punctul călcâiului – Hx [mm]
800
Tabel 2.5 Dimensiunile postului de conducere
2.2.3 Amenajarea interioara a autoturismului
„Caroseria de securitatea” se obtine prin urmatoarele masuri: rigidizarea constructiei fara reducerea vizibilitatii, folosirea unei tapiserii de grosime mare pe tavan si peretii laterali, montarea unor manere pentru usi si macarale pentru geamuri fara proeminente, montarea unor „air-bag”-uri frontale si/sau laterale, tapisarea butucului volanului, a bordului si a parasolarelor, folosirea coloanei de directie telescopice si a unui volan usor deformabil in directie axiala, montarea parbrizului astfel incat la deformarea caroseriei geamul sa sara in afara.
Dimensiunile principale ale postului de conducere si limitele de amplasare a organelor de comanda manuala la autoturisme si vehicule utilitare se aleg
18
conform STAS 6689/1-81, astfel incat acestea sa fie in permanenta in raza de actiune determinata de dimensiunile antropometrice ale conducatorului.
In figura 2.1 sunt prezentate, dupa recomandarile STAS 12613-88, dimensiunile postului de conducere, iar in tabelul 2.8 sunt prezentate limitele de modificare ale acestor marimi.
Punctul R (fig. 2.1), defineste punctul de referinta al locului de asezare (al scaunului) si reprezinta centrul articulatiei corpului si coapsei unui manechin bidimensional, conform STAS R 10666/3-76 si regulamentului nr.35 ECE-ONU.Punctul R este un punct stabilit consecutiv de catre producator si indicat pentru fiecare scaun determinat in raport cu sistemul de referinta.
In ceea ce priveste postul de conducere, pentru determinarea corectitudinii dispunerii scaunului fata de comenzi, se aplica metoda recomandata de STAS 12613-88 si norma ISO 3958-77.
2.3 Intocmirea schitei de organizare generala
Motorul va fi plasat , la fel ca si modelele etalon, deasupra puntii din fata, avand abreiajul in continuarea motorului, iar schimbatorul de viteze in continuarea ambreiajului intre scaunele din fata, putandu-se astfel realiza mecanismul de comanda al cutiei de viteze mai simplu.
Rezervorul se va pozitiona deasupra puntii din spate, sub bancheta pasagerilor din spate, departe de commpartimentul motorului, din motive de siguranta. Roata de rezerva se va pozotiona in consola spate, in continuarea rezervorului, sub compartimentul portbagajului, creand astfel o incarcare suplimentara pe puntea din spate.
2.4 Determinarea poziţiei centrului de greutate al autovehiculului şi a parametrilor de stabilitate longitudinală şi transversală
2.4.1 Determinarea poziţiei centrului de greutate al autovehiculului atât la sarcină nulă cât şi la sarcină utilă maximă constructivă.
Determinarea centrului de greutate al automobilului se va face atât la încărcare nulă cât şi la încărcare utilă maximă constructivă.
Coordonatele centrului de greutate al automobilului sunt date de relaţiile:
- coordonata pe x: xG=∑j=1
NS
x j ⋅m j
∑j=1
N s
m j
[mm] (2.6)
19
- coordona pe z: zG=∑j=1
NS
z j ⋅m j
∑j=1
Ns
m j
[mm] (2.7)
unde:
{m j−masa subansamblului” j în kg # {x} rsub {j} , {z} rsub {j} - coordonatele centrului de greutate a subansamblului ”j faţă de sistemulde axe xoz , ales înmm
Determinarea centrului de greutate al automobilului se face alegând un sistem de axe xoz , unde axa X este în lungul automobilului şi axa Z este perpendiculară pe planul carosabil.
Alegerea poziţiei originii sistemului de axe se poate face în două moduri:
Originea se află în centrul petei de contact. Particularitatea acestuia este că la determinarea centrului de greutate vor fi şi cote negative.
Originea se află la intersecţia dintre dreapta tangentă la extremitatea faţă a automobilului şi planul căii de rulare. In acest caz nu vor fi cote negative.
În legătură cu poziţia centrului de masă pentr-o persoană aşezată pe scaun, în sensul de mers al automobilului, în cazul scaunelor reglabile, centrul de masă se află al distanţa de 100 mm faţă de punctul R. Înălţimea centrului de masă pe verticală , faţă de punctul R, are valoarea medie de 180 mm.
Pentru determinarea centrului de greutate al automobilului se va întocmi un tabel în care se va trece denumirea fiecărui subansamblu precum şi poziţia centrului de masă al acestuia.
Poziţia originii sistemului de axe pentru automobilul de proiectat se va alege in centrul petei de contact.
a) Determinarea centrului de greutate al automobilului la încărcare nulă.
Nr. crt
Denumire subansamblumj
[kg]xj
[mm]zj
[mm]xjmj
[mm*kg]zjmj
[mm*kg]1 Motor – transmisie 290 -170 620 -49300 179800
2Rezervor de combustibil plin
282520
32070560 8960
3 Sistem de evacuare 31 1450 270 44950 83704 Punte faţă 100 30 340 3000 34000
20
5 Punte spate 71 2850 330 202350 234306 Sistem de direcţie 28 360 530 10080 14840
7Instalaţia electrică şi bataria de acumulator
28 -420 880-11760 24640
8 Roţi fata 47 0 310 0 145709 Roti spate 47 2700 310 126900 1457010 Caroserie, uşi şi geamuri 732 1800 650 1317600 475800
11Scaun conducător auto şi scaun pasager
15 1700 76525500 11475
12 Banchetă spate şi spătar 25 2590 750 64750 18750
13Roată rezervă şi echipament auxiliar
23 3450 41079350 9430
14 Radiator 10 -610 500 -6100 500015 Sofer 75 1525 710 114375 53250
Σ 1550 - - 1992255 896885Tabel 2.6 Masele componentelor principale si pozitile centrelor de greutate ale acestora cand automobilul este gol
Determinarea încărcărilor la cele două punţi în cazul automobilului neîncărcat se face cu următoarele formule:
- Puntea faţă: G1,0=b0
L⋅G0[daN ] G1,0=
14152700
⋅1550=812 daN
(2.8)
- Puntea spate: G2,0=a0
L⋅G0[daN ] G2,0=
12852700
⋅1550=738 daN
(2.9)
Coordonatele centrului de greutate al automobilului neîncărcat sunt:xG0=1285 mm zG0=579 mm
a0=1285 mmb0=1415 mm
b) Determinarea centrului de greutate al automobilului la încărcare maximă
Tabel 2.7 Masele componentelor principale si pozitile centrelor de greutate ale acestora cand automobilul este complet incarcat.Nr. crt
Denumire subansamblu mj [kg] xj [mm]zj
[mm]xjmj
[mmkg]zjmj
[mmkg]1 Motor – transmisie 290 -170 620 -49300 1798002 Rezervor de combustibil 28 2520 320 70560 89603 Sistem de evacuare 31 1450 270 44950 83704 Punte faţă 100 30 340 3000 34000
21
5 Punte spate 71 2850 330 202350 234306 Sistem de direcţie 28 360 530 10080 14840
7Instalaţia electrică şi bataria de acumulator
28 -420 880-11760 24640
8 Roţi fata 47 0 310 0 145709 Roti spate 47 2700 310 126900 1457010 Caroserie, uşi şi geamuri 732 1800 650 1317600 475800
11Scaun conducător auto şi scaun pasager
15 1700 76525500 11475
12 Banchetă spate şi spătar 25 2590 750 64750 18750
13Roată rezervă şi echipament auxiliar
23 3450 41079350 9430
14 Radiator 10 -610 500 -6100 500015 Pasager fata 68 1470 530 99960 3604016 Pasageri spate 204 2365 700 482460 14280017 Bagaje 313 3250 790 1017250 247270
Σ 2060 3477550 1269745
Determinarea încărcărilor la cele două punţi în cazul automobilului încărcat la sarcină maximă se face cu următoarele formule:
- Puntea faţă: G1=bL⋅G [daN ] G1=
10122700
⋅2060=772 daN (2.10)
- Puntea spate: G2=aL⋅G [daN ] G2=
16882700
⋅2060=1088 daN (2.11)
Coordonatele centrului de greutate al automobilului încărcat sunt:xG=1688 mm zG=616 mm
a= 1688 mmb=1012 mm
Ȋn figura 2.3 se prezintă centrul de greutate al automobilul la sarcină nulă Centrul de greutate la sarcină nulă este notat cu CG0 iar in figura 2.4 este prezentat centrul de greutate la sarcină maximă care este notat cu CG.
2.4.2 Determinarea parametrilor de stabilitate longitudinală şi transversală
22
În faza de predeterminare a parametrilor dimensionali ai automobilului s-au avut în vedere factorii geometrici: raza longitudinală şi transversală de trecere,garda la sol,unghiul de atac şi de degajare. Definitivarea lor se face odată cu schiţa de organizare generală şi a desenului de ansamblu.
Automobilul de proiectat va avea caracteristicile de stabilitate date în tabelul 2.8.
Parametru Valoare recomandata
Valoare aleasa
Garda la sol [mm] 150-200 150Unghiul de atac [0] 20-30 22Unghiul de degajare [0] 15-20 18
Factorii mecanici ai capacităţii de trecere definesc interacţiunea dintre automobil şi mediul înconjurător şi legătura cu deplasarea acestuia pe un anumit drum.
Condiţiile cele mai dificile la înaintare, pentru automobile sunt la urcarea pantei maxime impusă prin tema de proiectare.
Ţinând cont că automobilul de proiectat are tracţiune faţă se vor utiliza următoarele expresii pentru unghiul limită de patinare şi răsturnare.
- Unghiul limită de patinare:
tgα pa=φx
bL
1+hg
Lφx
=0.75 ⋅ 1012
2700
1+616
2700⋅0.75
=0.24⇒ α pa=arctg (0.24 )=140
- Unghiul de răsturnare:
tgα pr=bhg
=1026567
=1.81⇒ α pr=arctg (2.05 )=610 (2.13)
Panta maximă din tema de proiectare este de 29% adică un unghi de 180.Condiţiile de stabilitate longitudinală, la deplasarea automobilului pe pantă maximă impusă sunt:
α pr ≥ α pa≥ α pmax pentru φx=0.75
2.5. Alegerea anvelopelor si jantelor
Fiind ales numarul de pneuri la fiecare punte, incarcarea statica pe pneu corespunzatoare sarcinii utile maxime calculate va fi:
23
386 daN
Capacitatea portanta necesara a pneului va fi:
Qpnec=604.44Din standardele , norme sau cataloage de firma se alege pneul cu
capacitatea portanta:
, dar cat mai aproape de .De asemenea se precizeaza principalele caracteristici ale pneului ales:
- Simbolizarea anvelopei: 205/55 R16 91 V- Latimea sectiunii pneului: Bu=205 mm- Diametrul exterior, De= 631.9 mm si raza libera, r0=0.5* De=315.95 mm-Raza static rs=284.051 mm
-Raza de rulare, = 295.413 mm
-Capacitatea portanta a pneului, =615 kg si presiunea aerului din pneu corespunzatoare , pa=2 bari, in bari.-Viteza maxima de exploatare a penului, Vmaxp=240 km/h, care trebuie sa
indeplineasca conditia: .
24
544 daN
Cap 3. Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare a pneurilor, a coeficientului de rezistenta al aerului, a ariei sectiunii transversale maxime
si a randamentului transmisiei.
3.1 Determinarea parametrilor necesari calculului rezistentelor la inaintare
a) Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare a pneurilor
Daca se considera vitezele pana la cele maxime ale autovehiculelor, in functie de caracteristicile pneului, se poate folosi exprimarea parabolica de forma:
unde Tabelul 3.1V[km/h] f
00,0161
15
200,0160
1
400,0160
9
600,0163
5680 0,0168
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
f(V)
f(V)
08
1000,0174
45
1200,0182
68
1400,0192
77
1600,0204
72
1800,0218
52
2000,0234
18
Figura 3.1 Variatia coeficientului de rezistenta la frecare in functie de viteza
b) Determinarea ariei sectiunii transversal maxime a autovehiculului
Aria sectiunii transversale maxima A sau mai exact aria proiectiei frontale a autovehiculului se poate obtine: -Planimetrarea conturului delimitat din vederea din fata a desenului de ansamblu -Calculul cu relatia:
stiind ca :
- inaltimea marginii superioare a barei de protectie fata de cale;
- inaltimea marginii inferioare a barei de protectie fata de cale;
- latimea automobilului;
- numarul de pneuri;
- coeficient de forma A=0.89*(1480-170)*1800+2*170*205=2168320 mm2 =2,168320 m2
c) Determinarea coeficientului de rezistenta a aerului
Valori medii ale parametrilor aerodinamici pentru diferite tipuri de autovehicule:
Tip autovehicul A[m2] CxAutomobil sport 1,0…1,3 0,20…0,25Autoturism cu caroserie inchisa
1,6…2,8 0,30…0,50
Autoturism cu caroserie 1,5…2,0 0,65…0,80
26
deschisaAutobuz 3,5…7,0 0,70…0,80Autocamion cu platform deschisa
3,0…5,3 0,90…1,00
Autofurgon 3,5…8,0 0.60…0,75Tabelul 3.2 Intervale de valori ale parametrilor aerodinamici pentru autovehicule
Aria sectiunii transversal calculate la punctual b) se incadreaza intre valorile impuse, iar Cx il aleg 0,45.
d) Determinarea randamentului transmisiei
Pentru proiectare in aceasta faza se opereaza cu un randament constatnt mediu al transmisiei: 0.92 pentru autoturisme.
3.2 Determinarea rezistentelor la inaintare si a puterilor corespunzatoare, in functie de viteza autovehiculului
- Rezistenta la rulare:
- Rezistenta la panta:
- Rezistenta aerului: , k este coeficientul aerodinamic k=0.06125*cx
-Puterea rezistentei:
VRrul [daN]
Rp [daN] Ra[daN] ∑ R° ∑ P°
0 33,1969 0 0 33,1969 020 32,9806 0 1,838902 34,8195 1,934417
40 33,1454 0 7,35560940,5010
1 4,500112
60 33,69336 0 16,5501250,2434
8 8,373913
80 34,62448 0 29,4224364,0469
1 14,23265
100 35,9367 0 45,9725581,9092
5 22,75257
27
120 37,63208 0 66,20048103,832
6 34,61085
140 39,71062 0 90,10621129,816
8 50,48432
160 42,17232 0 117,6897159,862
1 71,0498
180 45,01512 0 148,9511193,966
2 96,9831
200 48,24108 0 183,8902232,131
3 128,9618Tabelul 3.3 Rezistentele si puterile corespunzatoare in functie de viteza(αp=0)
28