Proiect Automobile Exemplu

download Proiect Automobile Exemplu

of 55

  • date post

    10-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    887
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of Proiect Automobile Exemplu

AUTOMOBILE PROIECTCADRU DIDACTIC INDRUMATORStudent: Grupa:BUCURESTI Tema de proiectSa se efectueze proiectarea generala, functionala privind dinamica tractiunii si ambreiajului pentru unautomobile avand urmatoarele caracteristci: -tipul automobilului:autoturism-caroseria:berlina-numar de personae(locuri):5-viteza maxima in palier:200 km/h-panta maxima: 33%-alte particularitati: echipat cu MAC,formula rotilor 4x2 Proiectul va cuprinde doua parti: A:Memoriu tehnic justificativ B:Materialul grafic

A: Memoriu tehnic justificativ va cuprinde:1. Alegerea unui numar adegvat de modele similare, analiza particularitatilor constructive, a principalelor caracteristici constructive si a principalelor caracteristici dimensionale, masice si energetice. Stabilireamodelului de automobile ce se va proiecta conform cerintelor temei.2. Predeterminarea principalilor parametri dimensionali si masici ai automobilului de proiectat, precum si a subansamblelor acestuia.3. Predimensionarea formei si a dimensiunilor spatiului util,inclusive a interiorului postului de conducere.4. Intocmirea schitei de organizare generala a automobilului de proiectat.5. Determinarea pozitiei centrului de masa al automobilului , atat la sarcina utila nula, cat si la sarcina utila maxima constructive.Determinarea incarcarilor la punti si a parametrilor ce definesc capacitatea de trecere si stabilitate longitudinala a automobilului in stransa legatura cu panta maxima impusa de tema.6. Alegerea anvelopelor si a jantelor.7. Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare a pneurilor, a coeficientului de rezistenta a aerului, a ariei sectiunii transversale maxime si a randamentului transmisiei.8. Determinarea rezistentelor la inaintare si a puterilor corespunzatoare in functie de viteza automobilului.9. Predeterminarea caracteristicilor de turatie la sarcina totala a motorului din conditia de viteza maxima in palier, alegerea motorului si precizarea principalilor parametrii ai motorului ales.10. Predeterminarea si definitivarea raportului de transmitere al transmisiei principale, Determinarea raportului de transmitere al primei trepte a schimbatorului de viteze. B: Materialul grafic va cuprinde:1. Schita de organizare generala a automobilului.2. Desen de ansamblu sumar al automobilului in trei vederi(desen tehnic).3. Reprezentare grafica pentru -variatia rezistentelor la inaintare si a puterilor corespunzatoare in functie de viteza; -caracteristica de turatie la sarcina totala a motorului teoretic; -caracteristica de turatie la sarcina totala relative pentru doua motoare similare si pentru motorul teoretic; -caracteristica de turatie la sarcina totala a motorului ales; -caracteristica de definitivare a raportului de transmitere al transmisiei princpale; Bibliografie1. Analiza modelelor similare de autoturism tip Berlina si alegerea modelului de autoturism ce se vaproiecta. 1.1 Alegerea de modele similare: Date tehnice representative pentru fiecare model ales:Tabelul 1.1 Nr.crtMarca Model Nr. locuriVmax[Km/h]Caroserie 1 Audi A4 5 212 Berlina-Sedane 2 Audi A65 210 Berlina-Sedane 3 Ford Mondeo5 200 Berlina-Sedane 4 Renault Megane5 200 Berlina-Sedane 5 Mercedes-Benz C 2005 215 Berlina-Sedane 6 OPEL Vectra5 192 Berlina-Sedane 7 CITROEN C65 230 Berlina-Sedane 8 PEUGEOT 6075 190 Berlina-Sedane 9 DAEWOO Nubira II5 185 Berlina-Sedane10 BMW 330i5 250 Berlina-SedaneObservatie: Modelul Mercedes-Benz C 200 face parte din clasa compact medieTabelul 1.2 Nr.crtMarca/Model Nr. locuriVmax[km/h]Caroserie1 Audi A4 5 212 Berlina-Sedane2 Audi A6 5 210 Berlina-Sedane3 Ford Mondeo 5 200 Berlina-Sedane4 Renault Megane 5 196 Berlina-Sedane5 Mercedes-Benz C200 5 215 Berlina-Sedane 1.2 Analiza particularitatilor constructive ale modelelor similare. Din punc de vedere al sistemului de franare toate modelele sunt echipate cu frana pe disc pe toate rotile. Sisteme auxiliare cum ar fi: ABS, ESP, ASR, SRS etc ,maresc performantele autovehiculului.

1.3 Analiza principalilor parametrii dimensionali exteriori ai modelelor similare: a) dimensiuni de gabarit:-lungime totala (La);-latime totala(la);-inaltime totala(Ha);b) dimensiuni de organizare:-ecartament fata/spate(E1/E2);-consolafata/spate(C1/C2); Tabel 1.3 Caracteristici,dimensiuni exterioare,valori exprimate in mm Se analizeaza din punct de vedere al valorilor, toti parametrii din tabelul 1.1.3Primul parametru, lungimea totala, are valori cuprinse intre4498 mm pentru modelul 4 si 4916 mm pentru modelul 2. Celelalte sunt cuprinse intre aceste doua valori.Cel de al doilea parametru, latimea maxima, are valori apropiat pt toate modelele.De asemenea, pentru a treia dimensiune, inaltimea maxima, valorile variaza foarte putin, intre aceste fiind diferente foarte mici.La analiza dimensiunilor de organizare se observa ca toate valorile sunt apropiate.Consola spate asigura volumul porbagajului.Nr. crtMarca/Modelul Dimensiuni de gabarit [mm]Dimensiuni de organizare [mm]La la Ha E1 E2 C1 C21 Audi A4 4586 1772 1427 1530 1542 750 10652 Audi A6 4916 1885 1459 1612 1618 955 12753 Ford Mondeo 4844 2078 1500 1783 1794 805 11454 Renault Megane 4498 2026 1460 1756 1864 755 10255 Mercedes-Benz 4581 1770 1447 1549 1552 765 1056 La00.511.522.533.54490 4633.333333 4776.666667La la00.511.522.51760 1866.666667 1973.333333la

Ha00.511.522.533.51420 1442.5 1465 1487.5Ha

E100.511.522.51520 1610 1700E1

E200.511.522.533.51540 1650 1760E2

C100.511.522.533.5740 805 870C1

C200.511.522.533.51020 1113.333333 1206.666667C2

1.4Analiza parametrilor masici:a) 0m-masa proprieb) anm-masa maxim admisac) unm-masa utila nominala ; unm=anm-0m;d)u-coeficientul de tara; unumm0 ;Tabelul 1.4 Parametrii masiciNr. crt0m[kg]anm[kg] unm[kg]u Volum porbagaj [l] 1 1450 2000 550 2.63 4602 1540 2120 580 2.65 5463 1496 2030 534 2.80 5004 1200 1830 530 2.26 5205 1560 2045 485 3.21 475 Masele proprii ale autoturismelor studiate au valoriappropriate de 1500 kg, exceptie facandmodelul4. Masele utile au valori appropriate cuprinse intre 485 pentru modelul 5 si 580 pentru modelul 2. Deoarece valorile maselor proprii si cele ale maselor utile sunt apropiate, coficientul de tara are valori apropiate cuprinse intre 2.26 si 3.21. 1.5Analiza parametrilor energeticia)hV-cilindreeb) i-numar de cilindric) - raport de comprimared) puterea raportata la turatTabelul 1.5 Parametrii energeticiNr. crtTip motorhV] [3cmInjectiei ValvePutere[cp/rpm]Cuplu[Nm/rpm]1 2.0 Diesel 1968 Directa turbo4Linie16 18/1 140/4000 320/17502 2.0 Diesel 1968 Directa turbo4linie16 18/1 140/4000 320/17503 1.8 TDCi 1753 Directa turbo4linie8 17/1 125/3700 180/18004 1.9 dCi 1870 Directa turbo 4linie8 17/1 120/4000 300/20005C 200 Kompressor2148 Directa turbo 4linie8 17.5/1 183/5000 250/2800 Legenda: i = numarul de cilindrii

= rapor de comprimare hV=cilindree totala Tabelul 1.1.6 Parametrii energetici Nr. crtViteza[km/h]Demarare0-100km [s]Consum[l/100km] Emisii de CO2[km g /]CombustibilUrban Extraurban Mixt1 2129.78.0 4.8 6.0159 Motorina2 21010.38.4 5.1 6.3169 Motorina3 20012.37.4 4.7 5.7163 Motorina4 19611.18.8 5.7 6.8163 Motorina5 21510.4 8.1 4.9 6.1160 MotorinaObservatie: Toate modelele se incadreaza in normele de poluare Euro 4Din punct de vedere al capacitatii cilindrice aceasta variaza intre 17533cm , pentrumodelul 3 si2148 3cm , penrtu modelul 5.Consumul de combustibil este redus datorita randamentului ridicat al motorului Diesel. Valoarea turatiei pentru motoarele Diesel este in general redusa, ajungandu-se in jurul valorii de 4500 rot/min, pentru modelele studiate puterea maxima se dezvolta in jurul turatiei de 4000 rot/min.Puterea motoarelor variaza in functie de capacitatea acestora, raportul de comprimare cel mai bun fiind la motoarele care echipeaza modelele Audi, dar si celelalte modele au raportul de comprimare foarte apropiat de al acestora.Tabelul1.7 Parametrii constructiviNr. crtRezervor[l]Ambreiaj S.V. Amplasare motor Dimensiuni pneuriFata Spate1 70M 6 fata/longitudinal 205/60 R16 205/60 R162 70M 6 fata/longitudinal 205/60 R16 205/60 R163 59M 5 fata/longitudinal 205/55 R15 205/55 R154 60M6 fata/longitudinal 205/55 R16 205/55 R165 66M6 fata/longitudinal 195/60 R16 195/60 R16Legenda: S.V-Schimbatorul de viteze M 6-manual 6 trepte Amplasarea motorului:se observa ca la toate modelele similare motorul este amplasat in partea frontala a autoturismului.Se va proiecta ambreiaj cu disc penrtu aceste modele.1.5 Predeterminarea principalilor parametrii dinamici si masici ai autovehiculului de proiectat. Tabelul 1.8.Predeterminarea parametrilor dimensionali exteriori, in [mm]1.6 Predeterminarea principalilor parametrii masici Pentru predeterminarea masei propri (m0) a autoturismului de proiectat, s-a procedat la fel ca si in cazul predeterminarii parametrilor dimensionali exteriori, folosindu-se metoda intervalului de incredere. Valorile obtinute se gasesc in tabelul2.1. Masa proprie raportata(mol): deoarece majoritatea parametrilor dimensionali exteriori au fost alesi la limita superioara a intervalului de incredere, este normal ca si acest parametru sa se alinieze tendintei alese. Astfel a fost aleasa valoarea de 277kg . Odata aleasa aceasta valoare se pot face referiri si la alti parametrii masici, cum ar fi: Masa utila nominala ( unm): in standardele existente pentru autoturisme, aceasta valoare se calculeaza cu ajutorul formulei: ] [ 68 75 kg m n mb un+ + (2.1)unde: 75 [kg] - masa standardizata a soferului; 68 [kg] - masa standardizata a pasagerilor; n - numarul pasagerilor; bm[kg] - masa bagajelor. Pentru masa bagajelor ( bm ), exista recomandari in SR ISO 2416-97, care ne indica valoarea de 7 kg bagaje pentru fiecare pasager. Cu ajutorul formulei (2.1) se calculeaza masa utila nominala (unm): unm= 75 + 272 + 35 = 382 kg Se observa ca valoarea obtinuta pentru masa utila nominala ( unm), este mult mai mica decat valorile indicate de constructorii modelelor similare. Acest fapt ne indreapta spre adoptarea unei valori mai mari, apropiata de cea a modelelor similare. Astfel valoarea masei utile nominale ( unm), o alegem ca fiind egala cu: 660 kg. Daca din aceasta valoare scadem masa celor 5 persoane de la bord, obtinem masa disponibila pentru bagaje (mb): kg m ma b313 ) 272 75 ( 660 ) 272 75 ( + + . Dupa obtinerea acestei valori se pote observa faptul, ca fiecare pasager poate dispune de aproximativ 60 kg de bagaje, care pot fi incarcate in autoturismul pe care il proiectam. Dimensiuni de gabarit [mm]Dimensiuni de organizare [mm]La la Ha E1 E2 C1 C247061834 1589 1530 1542 806 1123Masatotala(ma): reprezintasumadintremasaproprie( 0m) si masautila nominala( unm): ] [0kg m m mun a+ (2.2) In urma unui simplu calcul cu ajutorul formulei (2.2) obtinem valoarea masei totale(ma) a autoturismului:

kg ma1888 328 1560 + 1.7 Predeterminarea parametrilor dimensionali si masici ai principalelor subansambluri ce compun autovehiculul impus in tema Din tabelul cu ponderile maselor subansamblurilor autoturismelor, am ales valorile corespunzatoare modelului impus in tema de proiect si le-am centralizat in tabelul 1.9. Motor echipat reprezinta masa procentala a motorului propriu-zis, careia i s-au adaugat masa procentuala a lichidului de racire, a uleiului si a apei din subansamblurile motorului, masa procentuala a bateriei de acumulatori si o parte din cea a instalatiei electrice. Schimbatorul de viteze cuprinde si masa procentuala a ambreiajului si a transmisiei fata. Tabelul 1.9Raportarea procentuala a principalelor subansambluri ce alcatuiesc autoturismul de proiectat 2. Studiul organizarii generale si a formei constructive pentru automobilul de proiectat2.1 Predeterminarea formei si a dimensiunilor spatiului util Nr. crt Denumire subansamblu Valoarea procentuala indicate[%]Valoarea procentuala aleasa [%]Masa rorunjita [kg]1 Motor -transmisie20.1 20 3122 Rezervor de combustibil0.90 4.4 703 Sistem de evacuare2.40 2.5 734 Radiator0.2 0.5 85 Schimbator de viteze5.00 4.9 766 Suspensie fata3.0 3 477 Suspensie spate5.20 6 938 Sistem de directie1.90 1 169 Instalatie electrica si baterie de acumulator 1 0.7 1110 Rotile5 5 7811 Caroseri, usi si geamuri49.0 49 765Predeterminarea formei si a dimensiunilor spatiului util trebuie sa aiba in vedere conditiile de ergonomie. Aceste conditii se refera la dimensionarea cat mai corecta a spatiului util, astfel incat pasagerii, dar mai ales conducatorul auto sa aiba acces facil la toate comenzile autovehiculului, sa fie supusi la solicitari fizice cat mai mici (solicitari care ar putea duce la aparitia bolilor profesionale) in timpul utilizarii acestuia si sa asigure, in acelasi timp, o vizibilitate corespunzatoare pentru o conducere sigura. 2.2 Principalele dimensiuni interioare ale automobilului Dimensiunile interioare ale automobiluluiau ca obiectiv prezentarea urmatoarelor caracteristici dimensionale:a) Organizarea si dimensiunilor postului de conducere;b) Amplasarea banchetelor si scaunelor pentru pasagerisi dimensiunile acestora;c) Dimensiunile volumului util(portbagaj)d) Dimensiunile impuse de constructia si organizarea automobilului . Organizarea si dimensiunilor postului de conducere,amplasarea banchetelor si scaunelor pentru pasageri se stabilesc si se verifica cu ajutorul manechinului bidimensional.2.3Manechinul bidimensional si postul de conducere. Manechinul bidimensional se executa la scara din folie de dural sau plastic acrylic si reprezinta conturulfizic al unui adult de sex masculine. Sunt folositetrei manechinedifferentiate prinlungimile 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. Dimensiunile segmentelor ls si lt.Tipodimensiunea manechinului[procentaje]10 50 90ls[mm] 390 417 444 lt [mm] 408 432 456 2.4 Dimensiunile volumului util.Dimensiunile portbagajului,furgonului, benei sunt stabilite in functie de tipul,destinatia si constructia automobilului. Dintre dimensiunile care caracterizeaza aceste zone ale automobilului se mentioneaza:-marimea volumului util exprimat in 3dmsau in 3m ;-dimensiunile volumului util; lungime x, latime x, inaltime exprimate in [mm];-volumul si dimensiunile unor elemente constructive care optureaza volumul util ca de exemplu pasajele rotilor,lacasul rotilorde rezerva;-nivelul suprafetei utile fata de sol eprimate in[mm];2.5 Predeterminarea formei si a dimensiunilor interiorului postului de conducere Organizarea interioara a postului de conducere si a spatiului util se face conform instructiunilor din STAS 12613-88 inlocuit de SR ISO 3958:2000. Caracteristicile geometrice ale postului de conducere sunt diferite in raport cu punctul R (fig. 3.1). Dimensiunile interioare sunt masurate cu scaunul conducatorului reglat in pozitie normala de conducere, acasta fiind cea mai retrasa si cea mai de jos pozitie a scaunului. Dimensiunile postului de conducere din fig 3.2, sunt masurate in raport cu planele zero vertical si zero orizontal al caroseriei, pozitia nominala a autoturismului fiind definita cu ajutorul inaltimilor punctelor de referinta, fata si spate, ale caroseriei. Conditiile ergonomice mentionate la paragraful 3.1, se bazeaza pe date antropometrice si de fiziologia muncii pentru pasagerii din automobile.Pe baza acestor cercetari experimentale s-au stabilit norme care sunt incluse in standarde, cu ajutorul carora se executa manechine folosite la proiectarea si la executarea prototipurilor. Manechinele sunt bidimensionale si tridimensionale. Cele tridimensionale cauta sa reproduca elementele principale ale omului si sunt folosite si la efectuarea incercarilor. Exista trei grade de reprezentativitate pentru manechine adulte, si anume: 10%; 50%; 90%.

Fig.3.1 Grade de reprezentativitate pentru manechine adulte sau copii. 3.Determinarea pozitiei centrului de masa alautovehiculului Coordonatele centrului de greutate al autovehiculului sunt date de relatiile: 011NjjNsjj jGmm xxsi NsjjNsjj jGmm zz11;

in carejm este masa subansamblului in kg;j jz x ,- coordonatele centrului de greutate al subansamblului j,fata de sistemul de axe, xoz , ales in mm.In egatura cu pozitia centrului de masa pentru o persoana asezata pe scaun: -in cazul scaunelor fixe, centrul de masa se afla la distanta de 50 mm fata de punctual R, iar in cazul scaunelor reglabile aceasta distanta este de 100 de mm; -inaltimea centrului de masa, pe verticala, fata de punctual R, are valoarea medie de 180 mm. Pozitia centrului de masa al automobilului se va determina in doua situatii:1. automobilul cu conducator, fara pasageri sau fara incarcatura; Valorile centrelor de greutate pentru autovehicululdescarcat: 84 . 2242 Gx 6 . 587 Gz2. automobilul incarcat complet cu sarcina utila. Valorile centrelor de masa pentru autovehiculul incarcat:

4 . 2287 Gx

6 . 578 Gz

Tabelul 3.1 Centralizator pentru determinarea pozitiei centrului de masa al automobilului,in cele doua situatii. Nr crt Elemente mi xi zi xi*mi zi*mi1 Radiator 8 350 640 2800 51202 Motor 312 808 634 252096 1978083 Suspensie fata 47 824 638 38728 299864 Suspensie spate 93 3882 580 361026 539405 Roti fata 39 824 310 32136 120906 Roti spate 39 3703 238 144417 92827 Manechin 75 2194 673 164550 504758 Scaune fata 36 2396 558 86256 200889 Bancheta spate 50 3222 558 161100 2790010 Rezervor 70 3064 333 214480 2331011 Chit reparatie 10 4388 519 43880 519012 Capota fata 7 622 958 4354 670613 Capota spate 10 4610 1074 46100 1074014 Usi fata 24 2104 741 50496 1778415 Usi spate 24 3015 843 72360 2023216 Sasiu 660 2509 568 1655940 37488017 Plafon 15 2822 1498 42330 2247018 Aripi fata 5 929 751 4645 375519 Aripi spate 20 4263 775 85260 15500 Pentru automobile incarcat

20 mi xi zi xi*mi zi*mi 21 pasageri spate 204 3136 673 639744 134640 22 sofer+pas fata 143 2194 673 313742 96239 23 bagaj 35 4327 750 151445 26250 *Se allege o masa mica pentru aripile fata si capota fata deoarece materialul din care sunfacute este plasticul.Incarcarile statice la cele doua punti, corespunzatoare celor doua situatii de incarcare sunt:

000 , 2 000 , 1; GLbG GLaG ; 6 . 15303 1560 81 . 90 G; 14110 a; L=2886;

8 . 7481 15303288614110 . 1 G;

; 14670 b L=2886; 7779 6 . 15303288614670 . 2 G;

Respectiv

a aGLbG GLaG 2 1; ;

; 25 . 18884 1925 81 . 9 aG a=1469 2 . 9612 25 . 18884288614691 G; b=1416 4 . 9265 25 . 18884288614162 GValori medii pentru parametric centrului de masa ai automobiluluiParametrul Starea Autoturisma/L Gol 0.45...0.54Incarcat 0.49...0.55Hg/L Gol 0.16...0.26Incarcat 0.17...0.26Pentru aprecierea solicitarii drumului din punct de vedere al incastrarilor la punti sw itilizeaza urmatoarea marime: ] 10 [3 14daNGFNpjjsol; 43 . 825 . 18884 10) 4 . 9265 2 . 9612 (4 4+solF In carejG siaG se exprima indaN310(echivalent in tone).Trebuie ca: 80 solF, pentru automobile cu 2 punti; Verificarea capacitatii de trecere si a stabilitatii longitudinaleInca din faza de predeterminare a parametrilor dimensionali ai automobilului s-au avut in vedere si parametrii geometrici ai capacitatii de trecere.Definirea lor este incheiata odata cu intocmirea schitei de organizare generala si a desenului de ansamblu. Unghiul derampa trebuie sa fie cel putin egal cu unghiul pantei maxime impuse in tema de preoiect. Parametrii geometrici ai capacitatii de trecere Tip automobil Garda la sol, mm Unghiu de atac, grade Unghiul de degajare, gradeAutoturism 150...200 20...30 15...20 Conditiile cele mai dificile la inaintare, pentru automobile sunt, in general, la urcarea pantei maxime impusa in tema de proiectare ( max max ptg p ). Expresiile unghiului limita de patinare sau de alunecare(cand rotile motoare ajung la limita de aderenta) sunt :- tractiune fata44 . 075 . 0 2 . 0 12886146975 . 075 . 0;1 ++paxxx patgLhgLbtg La deplasarea pe drumul cu panta maxima impusa prin rema nu trebuie sa se produca rasturnarea automobilului.unghiul limita de rasturnare este dat de relatia: ; 46 . 0;

,_

prprhgbarctgConditiile de stabilitate longitudinala, ladeplasarea automobilului pa panta maxima impusa sunt:

33 . 0 46 . 0;max p pa pr Alegerea pneurilor si stabilirea caracteristicilor acestoraFiind ales numarul de pneuri la fiecare punte, incarcarea statica pe pneu corespunde sarciniii utile maxime calculata, va fi: ppnjjpjN jNGZ , 1 , ;- pentru autoturism gol:374128 . 74810 . 1 PZN3889277790 . 2 PZN- pentru autoturism incarcat:480622 . 96121 PZN463224 . 92652 PZNCapacitatea paortanta necesara a pneului(definita ca fiind incarcarea radiala maxima suportata de acesta) va fi:

( ) kg Z Qpj pnec/ max ;534090 . 04806 pnecQN=544kgunde:kg = 0.90 pentru autoturisme; Din standarde, norme sau cataloage de firma se alege pneul cu capacitate portanta pnec pQ Q ;dar cat mai aproape depnecQ. De asemenea, seprecizeaza principalele caracteristici ale pneului ales:- simbolizare anvelopa;195/60 R16- latimea sectiunii pneului;- diametrul exterior, eD, si raza libera, 0r ,in mm; eD r 5 . 00 ;

117 195100606 . 0 H HBHuna4 . 640 117 2 16 4 . 25 2 + + e j eD H D D2 . 3200 r- raza statica, sr ,sau raza dinamica, dr ,in mm;

9 . 300 2 . 320 94 . 0 s sr r- raza de rulare,rr ,ce se poate determina prin:

rr=1.04 300.9; rr=312.9- lungimea circumferintei de rulare,crulL ,indicata in catalog, in mm; 2crulrLr ;- valoarea razei libere si a presiunii aerului din pneu (ap): 0r rr unde este un coeficient de deformare, cu valorile,=0.930..0.935;- valoarea razei statice, sr, in cazul anvelopelor de dimensiuni medii rr= 1.02 sr -pentru anvelope diagonale; rr = 1.04 sr - pentru anvelope radiale;- capacitatea portanta a pneului ,Qp, in kg(daN) si presiunea aerului din pneu corespunzatoare, ap, in bari;- viteza maxima de exploatare a pneului ,maxV, care trebuie sa indeplineasca conditia:max maxV Vp .

4. Calculul de tractiune al autovehicululuide proiectat 4.1 Determinarea parametrilor necesari calculului de tractiunea) Determinarea coeficientului de rezistenta la rulare al pneurilorDaca se considera viteze pana la cele maxime ale autovehiculului, in functie si de caracteristicile pneului, se poate folosi exprimarea parabolica de forma: 202 01 0V f V f f f + + In care valorile coeficientilor02 01 0, , f f fpot fi luati din tabelul urmator:

-aleg pneu cu se sectiune joasaIn continuare se va reprezenta grafic f=f(V), pe baza valorilor centralizate in tabelul de mai jos VKm/h20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220F ,[-] 1.62210 1.60210 1.62210 1.66210 1.72210 1.80210 1.91210 2.04210 2.20210 2.38210 2.58210 Tip pneu 0f

1]1

kmhf ,011]1

2202,kmhfRadialSectiune foarte joasana ={0.6;0.7}1.6115210 -9.9130610 2.3214710 Sectiune joasana ={0.75;0.8}1.6110210 -1.0002510 2.9152710 Superbalon82 . 0 na1.8360210 -1.8725510 2.9554710

f0.00E+005.00E-031.00E-021.50E-022.00E-022.50E-023.00E-020 50 100 150 200 250f b) Determinarea arieisectiunii transversale maxime A sau,mai exact, aria proiectiei frontale a autovehiculului se obtine prin:- planimetrarea centrului delimitat din vederea din fata a desenului de ansamblu;- calculul cu relatia ( ) [ ]2m B h N l h H C Au b pn a b a f + ( ) 195 . 0 139 . 0 2 548 . 1 139 . 0 589 . 1 98 . 0 + A A=2.43[ ]2mUnde: -uB-latimea sectiunii anvelopei; uB=0.195m -bh-inaltimea marginii inferioare a barei de protectie fata de cale;bh=0.139 m - al- latimea automobilului; al=1.548 m -pnN- numarul de pneuri;pnN=2 - fC- coeficient de forma ( fC=0.89 pentru autoturisme) c)Determinarea coeficientului de rezistenta a aeruluiValoarea medie a parametrului aerodinamic pentru tipul de autovehicul studiatTipul autovehiculului A [2m ]xCAutoturism cu caroseria inchisa1,6...2,8 0,30...0.50 d) Determinarea randamentului transmisiei: Transmiterea miscarii de la motor pana la rotile motoare se face prin intermediul transmisiei, careconsumaopartedinputereaefectivaamotorului pentruinvingerea rezistentelor de frecare ce apar in acests. Pierderile de putere in transmisie sunt definite cantitativ prin randamentul transmisiei t. Pentru proiectare, in aceasta faza, se opereaza cu un randament constantmediu al transmisiei:- 0.92 pentru autoturisme4.2 Determinarea rezistentei la inaintare si a puterilor corespunzatoare, in functie de viteza autovehiculului- Rezistenta la rulare] [ cos ) ( daN G V f Rp a rul VKm/h 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220rulR] [daN30.3 30 30 31.0 32.1 33.7 35.7 38.2 41.1 44.4 48.2 52.4

Rezistenta la rulare in palier0.00E+001.00E+022.00E+023.00E+024.00E+025.00E+026.00E+020 50 100 150 200 250Rrul=Rrul(V)- Rezistenta la panta] [ sin daN G Rp a p ] [ 421 . 94005 . 0 25 . 18884daN RRpp - Rezistenta aerului] [132daNV A kRxa VKm/h 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2201 xVKm/h 15 35 55 75 95 115 135 155 175 195 215 2351 aR] [daN0.73 4.01 9.91 18.4 29.5 43.3 59.7 78.7 100.3 124.5 151.4 180.92 xVKm/h 0 5 25 45 65 85 105 125 145 165 185 2052 aR] [daN0 0.08 2.04 6.6 13.8 23.6 36.1 51.19 68.88 89.2 112.14 137.6aR] [daN0 1.31 5.2 11.7 20.9 32.7 47.1 64.2 83.8 106.1 131 158.5 Rezistenta aerului0204060801001201401601800 50 100 150 200 250Ra=Ra(V)In care k este coeficientul aerodinamick-0.06125 xCxV- viteza relativa a aerului fata de automobilv xV V V t ( 0 vV)vV- viteza vantului (se vor considera cazurile , 0 vV sivV= t15 km/h) - Puterea corespunzatoare rezistentei] [360kwV RPCalculul se va face doar in situatia de deplasare in palier (0 p) fara vant.Puterea necesara invingerii rezistentei la rulare] [360kwV RPrulrulVKm/h 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220rulP[kw] 0 1.6 3.3 5.1 7.14 93.6 11.9 14.8 18.3 22.2 26.8 32

Puterea necesara invingerii rezistentei la rulare0.00E+001.00E+022.00E+023.00E+024.00E+025.00E+026.00E+020 50 100 150 200 250prul=Prul(V)Puterea necesara invingerii rezistentei aerului] [360kwV RPaaVKm/h 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220aP[kw] 0 0.07 0.5 1.9 4.65 9.1 15.7 24.9 37.2 53.08 72.81 96.91

Puterea necesara invingerii rezistentei aerului0204060801001200 50 100 150 200 250Ra=Ra(V)Puterea necesara invingerii rezistentei la panta] [360kwV RPpp VKm/h 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220rP[kw] 0 5.2 10.4 15.73 20.98 26.22 31.47 36.71 41.96 47.21 52.45 57.7

Puterea necesara invingerii rezisentei la panta0102030405060700 50 100 150 200 250Pp=Pp(V)Concluzii Rezistenta aerului In cazul general viteza Vx, la o viteza data a autovehiculului, depinde de viteza si dedirectiavantului. Acesteasuntdependente de conditiile climatice pentruoanumita regiune. Exista o variatie diurna a directiei si a vitezei vantului. In general, viteza vantului atinge un minim in cursul noptii si un maxim imediat dupa amiaza. De asemenea are loc o variatie anuala a acestor parametri. In emisfera nordica cele mai mari valori ale vitezei se obtin iarna, iar vara cele mai mici. In mod obisnuit, insa, vitezele maxime nu depasesc 30m/s. Mai trebuie observat ca vantul are un caracter turbulent, cu variatii de viteza in intervale scurte. Pentru stabilitatea autovehiculului o influenta importanta o au rafalele de vant.Rezistenta la rulareDin graficele prezentate mai sus rezulta ca viteza de deplasare influenteaza mult rezistenta la rulare. Pentru viteze foarte mici pierderile prin rulare sunt determinate de deformatiile in regim static, potrivit cu bucla de histerezis static. Au loc deformatii atat de comprimare cat si de alunecare intre panze si sapaje. Deformatiilor de alunecare le corespunde (7-10)% din intreaga energie de deformatie.Rezistenta la urcarea panteiSe constata ca panta (p= tg), din punctul de vedere al rezistentelor la inaintare, areaceeasi semnificatie cuacoeficientului derezistenta larularef. Chiar incazul drumurilor modernizate, ladeplasarea pe panta p este mult mai mare ca f, mai ales la viteze mici. Pot exista portiuni, pe drumurile obisnuite, mai ales cand starea lor nu este corespunzatoare, candrezistentalapantaarevalori mari, pentrucareestenecesarun consum important de energie.'+ + + + r u l a V pr u l a V pr u l a V pR R R VR R R VR R R VR211 5 0 ) 31 5 0 ) 20 0 ) 1: V[km/h] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220rul aR R+30.3 30.1 30.8 32.1 34.2 37 40.4 44.6 49.5 55 61.3 68.2rul aR R +1 30.4 30.4 31.2 32.8 35.1 38 41.7 46.1 51.1 56.9 63.3 70.5rul aR R +2 30.3 30 30.4 31.6 33.5 36.1 39.3 43.3 48 53.3 59.4 66.2Ra+Rrul0.00E+001.00E+022.00E+023.00E+024.00E+025.00E+026.00E+027.00E+028.00E+020 50 100 150 200 250Ra+RrulRa1+Rrul0.00E+001.00E+022.00E+023.00E+024.00E+025.00E+026.00E+027.00E+028.00E+020 50 100 150 200 250Ra1+RrulRa2+Rrul0.00E+001.00E+022.00E+023.00E+024.00E+025.00E+026.00E+027.00E+020 50 100 150 200 250Ra2+Rrul'+ + + + r u l a V pr u l a V pr u l a V pP P P VP P P VP P P VP211 5 0 ) 31 5 0 ) 20 0 ) 1:V[km/h] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220rul aP P +0 1.67 3.42 5.36 7.6 10.3 13.5 17.3 22 27.5 34 41.7rul aP P +1 0 1.69 3.47 5.47 7.79 10.6 13.9 17.9 22.7 28.4 35.2 43.1rul aP P +2 0 1 3.38 5.27 7.44 10 13.1 16.8 21.3 26.7 33.0 40.4Pa+Prul0.00E+005.00E+011.00E+021.50E+022.00E+022.50E+023.00E+023.50E+024.00E+024.50E+020 50 100 150 200 250Pa+PrulPa1+prul0.00E+005.00E+011.00E+021.50E+022.00E+022.50E+023.00E+023.50E+024.00E+024.50E+025.00E+020 50 100 150 200 250Pa1+prulPa2+Prul0.00E+005.00E+011.00E+021.50E+022.00E+022.50E+023.00E+023.50E+024.00E+024.50E+020 50 100 150 200 250Pa2+Prul5. Predeterminarea caracteristicii la sarcinatotala a motorului.Alegerea motorului autovehiculului impus prin tema5.1 Predeterminarea caracteristicii la sarcina totala a motorului din conditia de atingere a vitezei maxime la deplasarea autovehiculului in palierPrin tema de proiect se impuneo valoare a vitezei maxime a automobilului (h km V / 215max), la deplasarea acestuia in treapta de viteza cea mai rapida (priza directa sau echivalentul ei), in palier. Ppentru a avea o anumita acoperire, din punc de vedere a puterii, se poate admite ca atingerea luimaxVse btine pe o foarte mica panta, ) 3 . 0 ... 05 . 0 (0 p, rezultand in acest fel o putere maxima ( maxP) ceva mai mare decat inncazul (0 p). Bilantul de putere este:d a p rul t rP P P P P P + + + - pentrumaxV V , rezulta ca 0 dtdv si deci 0 dP1]1

+ + 13sin cos ) (36013maxmax max max0 0 maxV A kV G V G V f Pp a p a V t - mai departe se va determina puterea motorului corespunzatoare vitezei maxime din relatia de mai sus] [ 4 . 13613215 4 . 2024 . 0 04 . 0 18884 99 . 0 18884 0258 . 0360 92 . 021513sin cos ) (36022maxmaxmaxmax0 0 maxkw PV A kG G V fVPVp a p atV1]1

+ + 1]1

+ + Modelarea caracteristicii la sarcina totala a motorului se face prin relatia analitica11]1

,_

,_

+

,_

,_

+

,_

,_

3 2'm a x' 'p p pnnnnnnP P (5.4.)sau, sub o form simplificat :

,_

ppnnf P PmaxDar pentru viteza maxim (V=Vmax), motorul va avea turaia maxVn, iar relaia de sus devine :

,_

npnf P PVp Vmaxmaxmax Se adopot o valoare pentru mrimea raportat : pVnnmax din tabelul urmator:Tipul automobilului MAC 0.9...1.0 Funciapf definete caracteristica la sarcina total raportat i depinde de tipul i de particularitile constructive ale motorului. n funcie de tipul motorului impus prin tem se adopt valorile pentru coeficinii de adaptibilitate (ca) i elasticitate (ce). 1max> paMMc i 1max< pMennc unde:- maxMeste valoarea momentului maxim dezvoltat de motor:-pMeste valoarea momentului la turaia de putere maxim;- maxMneste turaia corespunztoare momentului maxim;-pneste turaia corespunztoare puterii maxime.-pentru motoarele cu aprindere prin comprimare valorile sunt: ce=0.4...0.6-pentru motoarele cu aprindere prin comprimare valorile sunt: ca=1.3...1.15Prezentarea valorilor turaiilor de putere maxim (np) i moment maxim (nMmax), pentru fiecare dintre modelele similare alese. Valorile turaiei de putere maxim i turaiei de moment maxim.Nr. crt 1 2 3 4 5np [rot/min]4000 4000 3700 4000 5000nMmax [rot/min]1750 1750 1800 2000 2800Valorile puterii si a momentului la turatie maximaNr. crt 1 2 3 4 5pM140 140 125 120 183maxM 320 320 180 300 250Valorile coeficientilor de adaptabilitate, respectiv elasticitate pentru modelele similareNumarul modelului1 2 3 4 5ce0.43 0.43 0.48 0.5 0.56ca2.28 2.28 1.44 2.5 1.36Utilizand metoda intervalului de incredere s-au ales urmatoarele valori:Pentru ce se obtin valorile:; var . . 19 . 066 . 013 . 0; 13 . 0; 48 . 0iatie de coefcSCdispersia Scecvceee ; 56 . 0 : ) 66 . 0 ; 43 . 0 (; 18 . 0413 . 0776 . 2 e ee ealesc alegem cc cValoareaaleasaesteapropiatadeceaamodelului dereferinta, modelul 5. De asemenea se prefera un coeficient de elasticitate mare, pentru ca cu cat acesta este mai mare, cu atat zona de stabilitate este mai mare.Pentru ca se obtin valorile:; var . . 157 . 097 . 131 . 0; 31 . 0; 07 . 1iatie de coefcSCdispersia Scecvcaea ; 1 . 1 : ) 3 . 2 ; 36 . 1 (; 218 . 04157 . 0776 . 2 a aa aalesc alegem cc cSe alege astfel ca pentru un motor mai adabtabil sau suplu, adica cu cat momentul motor la turatieredusaeste mai mare cu atat posibilitatile autoturismului de a invinge rezistenta la inaintare fara a folosi alte trepte de viteze, creste.Cunoscandvalorilecoeficientilor deaptabilitatesi deelasticitatesecalculeaza valorile coeficientilor de forma ai caracteristicii motorului:( )( )( )( )( )( )76 . 11) ( 252 . 212 324 . 013 251 . 01158 . 01) 1 ( 294 . 01) 1 2 (2'22'22'2222+ + ea eee aea e eeaea eee a ecc ccc ccc c ccccc ccc c c

Se calculeaza puterea maxima necesara motorului theoretic, cu relatia:-se allege 95 . 0 ( )] [ 7 . 13799 . 04 . 136maxmaxmaxmaxkwfPnnjPPVpVV

,_

In care:( )( ) 99 . 0 95 . 03 ' 2 ' ' + ff Pentru stabilirea volorii turatiei de putere maxima, np ,se tine cont de valorile existente la motoarele modelelor similare alese, in special de cele a caror putere maxima este apropiata de cea calculata anterior.Turatia de putere maxima se adopta cea de la modelul5, modelul cel mai reprezentativ: np=5000 rot/min.Turatia minima se calculeaza astfel:nmin=0.2 np nmin=1000 rot/min;Turatia maxima: nmax=1.1...1.12np; nmax=np=5000 rot/min;[ ] 5000 ; 1000 n

3000 mednrot/minPentru a reprezenta caracteristica externa, puterea se calculeaza cu formula: 11]1

,_

,_

,_

,_

+

,_

3 2maxp p pnnnnnnP P

Unadincelemai raspanditeformule, princarecurbaputerii seaproximeazacuo parabola de ordinul trei.Pentru modelarea curbei momentului se poate utiliza relaia de transformare :'11]1

,_

+ + 11]1

,_

+ + 22' ' '5 , 9 5 5p ppp ppnnnnM MnnnnM MnPM Valorile puterilor i a momentelor la diferite turaii.n[rot/min]P[Kw]M[daNm]100028.52042 27.25127150044.12321 28.10649200060.05923 28.6933250075.90713 29.01173000 91.2455 29.061733500110.0388 30.04064000124.4367 29.724834500134.1418 28.482785000 137.7 26.31447

Curba de putere0204060801001201401600 2000 4000 6000Curba deputere Curba momentului2626.52727.52828.52929.53030.50 2000 4000 6000Curbamomentului5.2 Alegerea motorului si prezentarea caracteristicii sale la sarcina totalaPentru alegerea motorului , ce va echipa automobilul impus prin tema se va utilize metoda caracteristicilor relative la sarcina totala.Aceasta metoda presupune alegerea a cel putin 2 motoare cu putere maxima foarte apropiata de cea teoretica (calculate anterior) si suprapunerea curbelor de variatiemax/ P P( pn n /).In functie de pozitia relative a curbelor obtinute se va allege motorul.Recomandarea prevede ca alegerea sa corespunda situatiei in care curba motorului sa fie situate deasupra curbei motorului theoretic, astfel incat motorul ales sa prezinte o rezerva de putere superioara.Valorile principalilor parametrii energetici ai motoarelor similare alese.Motorul similar 1 2Denumirea motorului 2.7 TDi (Audi A6) 1.9 TTiD (SAAB)Capacitate cilindric [cm3] 1896 1893Putere maxim [kW] 132 132Turaia de putere maxim [rot/min]3300 4000Momentul maxim [Nm[ 380 370Turaia de moment maxim [rot/min]1400 1850In continuare se vor determinavalorile coeficientilor de adaptabilitate ,( ac)si ( ec), pentru cele doua motoare alese. Pentru a putea calcula coeficientul de adaptibiliate, se va utiliza relaia de transformare : ] [ * 5 , 955maxdaNmnPMpp , pentru a afla valoarea momentului la turaia de putere maxim.02 . 3635001325 . 9551 pM [daNm]8 . 3240001325 . 9552 pm [daNm]Coeficinii de adaptibilitate pentru fiecare dintre cele dou motoare similare sunt :' 1 . 13 2 83 7 00 5 . 13 6 03 8 021m a xaapaccMMcValorile coeficienilor de elasticitate sunt :' 4 6 . 04 0 0 01 8 5 04 . 03 5 0 01 4 0 021m a xeepMeccnncNr. crt. cace1 1,05 0,42 1,1 0,46' 0 3 3 , 1) 1 4 6 , 0 () 1 4 6 , 0 2 ( 1 , 1 4 6 , 00 2 . 1) 1 4 , 0 () 1 4 , 0 2 ( 0 5 , 1 4 , 0) 1 () 1 2 (22222122ee a ecc c c' 3 1 , 0) 1 4 6 , 0 () 1 1 , 1 ( 4 6 , 0 21 . 0) 1 4 , 0 () 1 0 5 , 1 ( 4 , 0 2) 1 () 1 ( 222212ea ecc c'3 4 , 0) 1 4 6 , 0 (1 1 , 11 3 . 0) 1 4 , 0 (1 0 5 , 1) 1 (122212eacc'+ + + 4 9 , 0) 1 4 6 , 0 (1 , 1 4 6 , 0 3 4 6 , 0 24 7 . 0) 1 4 , 0 (0 5 , 1 4 , 0 3 4 , 0 2) 1 (3 2'22'222'122ea e ecc c c' 0 2 . 2) 1 4 6 , 0 (4 6 , 0 1 , 1 2 30 5 . 2) 1 4 , 0 (4 , 0 0 5 , 1 2 3) 1 (2 3'22'222'122ee acc c'+ + + 5 1 , 1) 1 4 6 , 0 () 1 , 1 4 6 , 0 ( 25 2 . 1) 1 4 , 0 () 0 5 , 1 4 , 0 ( 2) 1 () ( 2'2'22'12ea ecc cNr. crt. ' ' ' 1 1,03 0.1 0.13 0.47 2.05 1.522 1,033 0.31 0.34 0,49 2.02 1,51nmin1=0.2 np nmin=700 rot/min min / 24501rot nmednmin2=0.2 np nmin=800 rot/min min / 24002rot nmedValorile puterilor i a momentelor la diferite turaii pentru modelul 1 alesn[rot/min]P[Kw]M[daNm]700 31.80672 43.416171050 49.82868 45.34411400 68.06976 46.457611750 85.635 46.756712100 101.6294 46.24142450 115.1581 44.911672800 120.0883 40.980143150 128.7554 39.055823500 132 36.036

Curbaputerii model 10204060801001201400 1000 2000 3000 4000Graficul puterii

Curba momentului model 1051015202530354045500 1000 2000 3000 4000Curba momentuluiValorile puterilor i a momentelor la diferite turaii pentru modelul 2 ales n P M800 28.54896 34.098161200 43.37784 34.539611600 58.21728 34.766632000 72.798 34.779242400 86.85072 34.577442800 107.5628 36.705823200 120.3418 35.93333600 128.8861 34.208524000 132 31.5315

Curba puterii model 20204060801001201400 1000 2000 3000 4000 5000Curba puterii model 2 Curba momentului model 2313233343536370 1000 2000 3000 4000 5000Curba momentuluimodel 2 A le g e r am o to r u lu i te o r e tic00 . 20 . 40 . 60 . 811 . 20 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2M o t o rt e o re t i cM o t o rs i m i l a r 1M o t o rs i m i l a r 2 Se observa studiind graficle ca 2 dintre motoare au caracteristicile asemanatoare,iar cel de al 3-lea motor prezinta orezerva de putere mai mare decat celelalte,dar in acelasi timp prezinta dezavantajul ca dezvolta putera maxima la o turatie foarte scazuta.De aceea in urma analizei graficului

,_

pnnPPPPmax max, aleg motorul modeluluiteoretic C 200Kompressor cu urmatoarele caracterisitci: maxP[kW]maxV[km/h]nP [rpm]nM [rpm] maxn[rot/min]C 200 Kompressor137 115 5000 2800 0.94 0.58 0.51 0.24 2.52 1.76 50006. Determinarea raportului de transmitere altransmisiei principale si al primei treptea chimbatotului de vitezePredeterminarea si definirea raportului de transmitere al transmisiei principalePredeterminarea valorii raportului de transmitere al transmisiei principale ( 0i ) se face din conditia ca automobilul impus prin tema sa atinga viteza maxima la deplasarea sa in treapta cea mai rapida a schimbatorului de viteze.snpri inr V 0max377 . 0

snp rcalci Vn ri max0377 , 0 unde: mm rr9 . 312 - raza de rulare;

1 min / 5000 rot np - turatia de putere maxima. h km V / 215max 1 SNi- raportule de transmitere al treptei in priza directa. ; 74 . 21 2155000 1 313 , 0377 , 00 0 calc calci iTransmisia principala simpla are in general i0