Proiect Automobile II

7/25/2019 Proiect Automobile II

1/107

Proiect Automobile II

ndrumtor proiect: Student:

Conf.dr.ing. V. Mateescu Filip Bogdan


2/107

Tem de proiect la AUTOMOBILE II

Tipul automobilului.autoutilitar;

Caroseria..furgon;

Numar de persoane (locuri).;

Masa util constructi! ma"im.#$$ %g;

Vite&a ma"im in palier.'#$ %m;

*anta ma"im+,;

Tipul motorului....M-C;

Traciune/0;

i$.12#;

i3V'./1'2;


3/107

Capitolul I

11 Calculul !i de"initi#area raportului de tren!mitere al tran!mi!iei

principalei

(0)

*redeterminarea !alorii raportului de transmitere al transmisiei principale (i$) se face dincondiia ca autoturismul s ating !ite&a ma"im la deplasarea sa 4n treapta cea mai rapida a3V care este1 4n general1 treapta de pri& direct (la 3V cu + arbori) sau treapta similaracesteia cu raport de transmitere apropiat de unitate (la 3V cu arbori). 5aportul detransmitere a fost determinat 4n partea 6 a proiectului 7i este8

i$% &'( )*p% 1+, *c% -./

1& Calculul raportului de tran!mitere al primei trepte al !c0imbtorului de#ite*e )i!#1/

*entru a putea determina raportul de transmitere al primei trepte de !ite& este necesar4ndeplinirea condiiilor8

9 condiia 4n!ingerii forelor pantei ma"ime impus 4n tem;9 condiia de !ite& minim stabilit pe drum moderni&at;9 condiia lucrului mecanic produs de frecarea la cuplarea ambreia:ului la pornirea de pe

loc.9 5aportul de transmitere a fost determinat 4n partea 6 a proiectului 7i este8

iS1% +,1'

1- Eta2area !c0imbatorului de #ite*e in pro3re!ie 3eometrica

*rincipalul criteriu care st la ba&a eta:rii scimbtorului de !ite&e 4n progresie

geometric este !ariaia de turaie pe acela7i inter!al 4n fiecare treapt de !ite&. ta:area 4n


4/107

progresie geometric pre&int anumite a!anta:e8 numrul de trepte este mic1 consumul decombustibil este redus1 dar performanele de traciune sunt reduse.

Calculul numrului minim de trepte se face cu formula8

Nmin pos =1+

ln(iS1

iSN )ln(nmaxnM)

i3V'< /.'2

i3N< '

nma"< /$$$ rotmin

nM< '#$$ rotmin

min

/.'2ln

'' .=>

/=$$ln

'#$$

N

= + =

-leg un scimbtor de !ite&e cu / trepte; N


5/107

is+' >+?

n/ =$$ '?+ =12> >/?2

n= +$$$ '? +$1?' >/>/ n> +=$$ '#2 +>1$> >?=

n2 /$$$ '2> /'1' =?=

n# /=$$ '>' />1+> =/$

Treapta II n' '$$$ '>/ '>1?+ ++>$ n '=$$ '2? =1+? +>>#

n+ $$$ '## ++1#> +#=

n/ =$$ '?+ /1+ +?=/

n= +$$$ '? =$12# +?+/

n> +=$$ '#2 =?1= +#+

n2 /$$$ '2> >212' +>$>

n# /=$$ '>' 2>1'2 +??

Treapta III n' '$$$ '>/ 212? $/2 n '=$$ '2? /'1>? +/

n+ $$$ '## ==1=? +/>

n/ =$$ '?+ >?1/# /$?

n= +$$$ '? #+1+# +?>

n> +=$$ '#2 ?212 ++/

n2 /$$$ '2> '''1'2 '?>

n# /=$$ '>' '=1$2 $$?Treapta I n' '$$$ '>/ /=12 '=2


9/107

n '=$$ '2? >21?$ '+2'

n+ $$$ '## ?$1=/ '//$

n/ =$$ '?+ ''+1'2 '/2?

n= +$$$ '? '+=1#' '/2'

n> +=$$ '#2 '=#1// '/++ n2 /$$$ '2> '#'1$2 '+/#

n# /=$$ '>' $+12' '+/

Treapta n' '$$$ '>/ >>1+? #=2 n '=$$ '2? ??1=? ?+=

n+ $$$ '## '+12? ?#

n/ =$$ '?+ '>=1?# '$$#

n= +$$$ '? '??1'# '$$+

n> +=$$ '#2 +1+# ?22

n2 /$$$ '2> >=1=# ?'?

n# /=$$ '>' ?#122 #/'

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400

1000

2000

3000

4000

5000

6000

70008000

9000

10000

11000

12000

Caracteristica de tractiune

I

II

III

IV

V

V [km/h]

Ft [N]

69m508 ; rul 678 ;a 678 ;p 678 ; totala 678 ; panta -$

+$ '+ /1/ $ '+ >?>=1$?? 2'#+


10/107

=$ '> '1+$' $ '> >?>=1$?? 2'?+

>$ '? '212' $ '? >?>=1$?? 2$

?$ + +?1#= $ + >?>=1$?? 2#

'+$ >' #+1'> $ >' >?>=1$?? 2+$?

'=$#$ ''$12' $

#$>?>=1$?? 2+=>'>= ?2 '++1?>> $ ?2 >?>=1$?? 2+?>

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Caracteristica de tractiune

I II III IV V R [N]

V [km/h]

Ft [N]

69m508 ; rul 678 ;a 678 ; panta 678 ;t 678$ '$ ' /'# >?

+$ '+ /1/ /'# >+=

=$ '> '1+$' /'# >/>

>$ '? '212' /'# >==

?$ + +?1#= /'# >#'

'+$ >' #+1'> /'# 2>

'=$ #$ ''$12' /'# #$?

'>= ?2 '++1?>> /'# #/?


11/107

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

I

II

III

IV

V

V cr I

V Cr. II

V cr. III

V cr. IV

V [km/h]

Ft [N]

69m508 ; rul 678 ;a 678 ; panta 678 ;t 678$ '$ ' /'# >?

+$ '+ /1/ /'# >+=

=$ '> '1+$' /'# >/>

>$ '? '212' /'# >==

?$ + +?1#= /'# >#'

'+$ >' #+1'> /'# 2>

'=$ #$ ''$12' /'# #$?'>= ?2 '++1?>> /'# #/?


12/107

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

I II III IV V Rt [N]

V [km/h]

Ft [N]

II& Tra!area caracteri!ticii dinamice

*erforman ele de trac iune ale unui auto!eicul depind nu numai de caracteristica de trac iune ci i de greutatea sa i de factorul aerodinamic (H


13/107

D=FtRa

Ga .

Caracteristica dinamic repre&int func ia care e"prim dependen a factorului dinamic de !ite&a auto!eiculului pentru toate treptele 3V atunci cGndmotorul func ionea& la sarcin total.

69m508 t 678 ;a 678 =a 678 4 6>8 " 6>8PSIma? p ma?

I

'$1+' =='/1#2$#

#'+?+$

$1+?>$$'

$1$'>$ $1=$? $1/?+$

'=1/= >$>'$1?/#

'+?+$

$1/+'#'>

$1$'>$ $1=$? $1/?+$

$1>' >+?'?1/>+/

?'+?+$

$1/=?=>

$1$'>$ $1=$? $1/?+$

=12> >/?2+$1/''2

''+?+$

$1/>/=/

$1$'>$ $1=$? $1/?+$

+$1?' >/>/

/+12?#

> '+?+$

$1/>$#2

> $1$'>$ $1=$? $1/?+$

+>1$> >?==?1>$>?

='+?+$

$1//2>=2

$1$'>' $1=$? $1/??

/'1' =?=221#=+?

#'+?+$

$1/'?2>+

$1$'>' $1=$? $1/??

/>1+> =/$?#1=++?

/'+?+$

$1+#$2

$1$'> $1=$? $1/?#

II

'>1?+ ++>$'+1'+>'

+'+?+$

$1/$#/

$1$'>$ $1+$2 $1?'$

=1+? +>>#

?1==>

? '+?+$

$1>''>

? $1$'>$ $1+$2 $1?'$

++1#> +#==1=//=

'+?+$

$122=2

$1$'>$ $1+$2 $1?'$

/1+ +?=/#1'$$#

''+?+$

$122?#?

$1$'>' $1+$2 $1?$?

=$12# +?+/''#1=

'+?+$

$12+?=

$1$'> $1+$2 $1?$#

=?1= +#+'>$1?'2

>'+?+$

$1>+=$>

$1$'>+ $1+$2 $1?$2

>212' +>$>'$1'2#

''+?+$ $1/+2? $1$'>= $1+$2 $1?$=

2>1'2 +?? >>1$$>> '+?+$ $1'22'# $1$'>2 $1+$2 $1?$+


14/107

III

212? $/2+=1/'''

/'+?+$

$1'//+#'

$1$'>$ $1'#$ $1'>/$

/'1>? +/2?1>2=$

>'+?+$ $1'= $1$'>' $1'#$ $1'>+?

==1=? +/> '/'1>//> '+?+$ $1'> $1$'>+ $1'#$ $1'>+2

>?1/# /$?'1+'?

>'+?+$ $1'> $1$'>= $1'#$ $1'>+=

#+1+# +?>+'#12$$

'+?+$ $1'= $1$'>? $1'#$ $1'>+'

?212 ++//++12#>

='+?+$ $1'/ $1$'2+ $1'#$ $1'>2

'''1'2 '?>=>>1=2#

'+?+$ $1''2 $1$'2? $1'#$ $1'>'

'=1$2 $$?2'21$2=

>'+?+$

$1$?2=#

$1$'#= $1'#$ $1'>'=

I

/=12 '=2?+1?/+?

#'+?+$ $1$#+/> $1$'>' $1$?2 $1$#''

>21?$ '+2' ''1+2/ '+?+$ $1$#+# $1$'>= $1$?2 $1$#$2

?$1=/ '//$+2=122=

?'+?+$

$1$2>/#

$1$'2' $1$?2 $1$#$'

''+1'2 '/2?=#21'/?

?'+?+$

$1$>/$$=

$1$'#$ $1$?2 $1$2?

'+=1#' '/2'#/=1/?=

#'+?+$

$1$//?$?

$1$'?' $1$?2 $1$2#'

'=#1// '/++ ''=$1#'/ '+?+$ $1$$/ $1$$/ $1$?2 $1$2>#

'#'1$2 '+/#'=$+1'$

/'+?+$ 9$1$''' $1$'? $1$?2 $1$2=+

$+12' '+/'?$1+>

>'+?+$ 9$1$/#$' $1$+2 $1$?2 $1$2+=

>>1+? #=2$1$#+

?'+?+$

$1$/>??>

$1$'>= $1$/+ $1$>=

??1=? ?+=/=/1>##

?'+?+$

$1$+//#2

$1$'2/ $1$/+ $1$=>

'+12? ?# #$#1++=# '+?+$ $1$'/2= $1$'#? $1$/+ $1$/'

'>=1?# '$$#'>+1$

='+?+$ 9$1$'#? $1$$? $1$/+ $1$'

'??1'# '$$+'#'#12=

='+?+$ 9$1$=#=> $1$+/ $1$/+ $1$'?>

+1+# ?22 '>$$ '+?+$ 9$1$//2+ $1$>+ $1$/+ $1$'>2

>=1=# ?'?+++1+/

+'+?+$ 9$1'>>'' $1$?? $1$/+ $1$'+'

?#122 #/' /$?1 '+?+$ 9$1+++? $1$++? $1$/+ $1$$?'


15/107

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Caracteristica dinamica

I II III IV V

V [km/h]

D [-]

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

I II III IV

V Viteza maxima tr I Viteza maxima tr II Viteza maxima tr III

Viteza maxima tr IV Viteza maxima tr V

V [km/h]

D [-]


16/107

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6


I II III IV

V panta max tr I panta max tr I panta max tr III

panta max tr IV panta max tr V

V [km/h]

D [-]


17/107

69m508; rul678

;a 678)#%1@9m5

0/;p 678 ;t 678 ;t5=a

$ '$ ' /'# >?$1'##2?+

>

+$ '+ /1/ /'# >+=$1'#?'?$

/

=$ '> '1+$' /'# >/>$1'#??2'+

>

>$ '? '212' /'# >==$1'?$=2=$

?$ + +?1#= /'# >#' $1'?/='=/

'+$ >' #+1'> /'# 2>$1'?###=

?

'=$ #$ ''$12' /'# #$?$1$'>+$

?

'>= ?2 '++1?>> /'# #/?$1$/=$'

2

0 20 40 60 80 100120140160180200220240260

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5


I

II

III

IV

V

Reim !e mi"care

V [km/h]

D [-]


18/107

69m508 t 678 p0i 6>8 m 678p0i *b

6>8;a 678

t *b678

4p0i 6>8

I

'$1+' ==' $1> '+>'= $1'# + /=' $1'#

'=1/= >$> $1> '+>'= $1'# ? /=' $1'#$1>' >+? $1> '+>'= $1'# '# /=' $1'2=12> >/?2 $1> '+>'= $1'# /=' $1'2+$1?' >/>/ $1> '+>'= $1'# +' /=' $1'2+>1$> >?= $1> '+>'= $1'# /2 /=' $1'2/'1' =?= $1> '+>'= $1'# >> /=' $1'2/>1+> =/$ $1> '+>'= $1'# 2+ /=' $1'2

II '+>'= '>1?+ ++>$ $1> '+>'= $1'# # /=' $1'#

=1+? +>># $1> '+>'= $1'# / /=' $1'2++1#> +#= $1> '+>'= $1'# /? /=' $1'2/1+ +?=/ $1> '+>'= $1'# >$ /=' $1'2=$12# +?+/ $1> '+>'= $1'# #/ /=' $1'2=?1= +#+ $1> '+>'= $1'# '2 /=' $1'2>212' +>$> $1> '+>'= $1'# '2# /=' $1'>2>1'2 +?? $1> '+>'= $1'# '?# /=' $1'>

III '+>'= $1'#212? $/2 $1> '+>'= $1'# ' /=' $1'2

/'1>? +/ $1> '+>'= $1'# >= /=' $1'2==1=? +/> $1> '+>'= $1'# '++ /=' $1'2>?1/# /$? $1> '+>'= $1'# '>' /=' $1'>#+1+# +?> $1> '+>'= $1'# = /=' $1'>?212 ++/ $1> '+>'= $1'# +/' /=' $1'='''1'2 '?> $1> '+>'= $1'# /#' /=' $1'/'=1$2 $$? $1> '+>'= $1'# =++ /=' $1'/

I '+>'= /=12 '=2 $1> '+>'= $1'# =2 /=' $1'2

>21?$ '+2' $1> '+>'= $1'# '2+ /=' $1'>?$1=/ '//$ $1> '+>'= $1'# +=/ /=' $1'=


19/107

''+1'2 '/2? $1> '+>'= $1'# /# /=' $1'='+=1#' '/2' $1> '+>'= $1'# =?# /=' $1'+'=#1// '/++ $1> '+>'= $1'# ?$= /=' $1'''#'1$2 '+/# $1> '+>'= $1'# '2> /=' $1$#

$+12' '+/ $1> '+>'= $1'# '/'/ /=' $1$2 '+>'=

>>1+? #=2 $1> '+>'= $1'# ' /=' $1'2??1=? ?+= $1> '+>'= $1'# +2+ /=' $1'='+12? ?# $1> '+>'= $1'# 2>' /=' $1''>=1?# '$$# $1> '+>'= $1'# ?$ /=' $1'''??1'# '$$+ $1> '+>'= $1'# '#= /=' $1$#+1+# ?22 $1> '+>'= $1'# '>$$ /=' $1$>>=1=# ?'? $ $1$$

?#122 #/' $ $1$$

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

V [km/h]

D [-]


20/107

&- Tra!area caracteri!ticii acceleratiilor

&-1 4e"inirea !i tra!area caracteri!ticii acceleratiilor

Caracteristica acceleratiilor repre&inta functia1 respecti! repre&entarea grafica a

acesteia1 care repre&inta dependenta acceleratiei auto!eiculului fata de !ite&a de

deplasare pentru toate treptele 3V1 cand motorul functionea&a la sarcina totala.

D=+

gdv

dt

a=g

(D)[ms2 ]

1unde =1+'+' 'i

sj2

iar '=0)025))0)040

si ''=0)011))0)014

3e alege 8 '

=0)03

''=0)013

*entru treapta a V69a se alege J


21/107

69m508 P!i 6>8 4 6>8 d a 6m5!&8 a medie15a

6!&5m86

'$1+' $1$'>'$1+?>$$

''1$>? +1== $1#'

'=1/= $1$'>$$1/+'#'

>'1$>? +1#? $1=2

$1>' $1$'>$$1/=?=

>'1$>? /1$? $1/=

=12> $1$'>$$1/>/=

/'1$>? /1'? +1#? $1+#

+$1?' $1$'>$$1/>$#2

>'1$>? /1'> $1/$

+>1$> $1$'>$$1//2>=

2'1$>? /1$/ $1/#

/'1' $1$'>'$1/'?2>

+'1$>? +12# $1>=

/>1+> $1$'>'$1+#$

2'1$>? +1/ $1?

II '>1?+ $1$'>$

$1/$#/

'1$=# 1' $1/2

=1+? $1$'>$$1>''>

?'1$=# 1+ $1/+'

++1#> $1$'>$$122=

2'1$=# 1/+ $1/'

/1+ $1$'>'$122?#

?'1$=# 1/# 12 $1/$/

=$12# $1$'>'$12+?

='1$=# 1// $1/'$

=?1= $1$'> $1>+=$> '1$=# 1+/ $1/#


22/107

>212' $1$'>/ $1/+2? '1$=# 1'= $1/>=

2>1'2 $1$'>=$1'22'

#'1$=# '1?$ $1=>

III

212? $1$'>$

$1'//+#

' '1$=' '1 $1#'?/'1>? $1$'>' $1'= '1$=' '1+ $12=#

==1=? $1$'>+ $1'> '1$=' '1+= $12/$

>?1/# $1$'>+ $1'> '1$=' '1+/ '1'> $12/2

#+1+# $1$'>> $1'= '1$=' '1> $12?+

?212 $1$'2$ $1'/ '1$=' '1'/ $1##$

'''1'2 $1$'2= $1''2 '1$=' $1?= '1$=>

'=1$2 $1$'22$1$?2=

#'1$=' $12' '1/$'

I

/=12 $1$'>' $1$#+/> '1$/2 $1>/ '1==+>21?$ $1$'>/ $1$#+# '1$/2 $1>/ '1=>/

?$1=/ $1$'2$$1$2>/

#'1$/2 $1=2 '12>

''+1'2 $1$'2+$1$>/$$

='1$/2 $1/= $1$ 1/

'+=1#' $1$'#$$1$//?$

?'1$/2 $1> +1#?'

'=#1// $1$'?+ $1$$/ '1$/2 $1$' '''1?2?

'#'1$2 $1$$? 9$1$''' '1$/2 9$1+' 9+1>#

$+12' $1$'= 9$1$/#$' '1$/2 9$1>> 9'1=$=

>>1+? $1$'>$1$/>??

>'1$/= $1? +1+?=

??1=? $1$'2'$1$+//#

2'1$/= $1'2 >1$'

'+12? $1$'#2$1$'/2

='1$/= 9$1$> $1$' 9'>1#''

'>=1?# $1$'?/ 9$1$'#? '1$/= 9$1+> 9122/

'??1'# $1$'$ 9$1$=#=> '1$/= $1$' #1$$$

+1+# $1$+? 9$1$//2+ '1$/= 9$1>> 9'1=

>=1=# 9$1'>>'' '1$/= 9'1=? 9$1>??#122 9$1+++? '1$/= 91+ 9$1//#


23/107

0 50 100 150 200

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

caracteristica acceleratiilor

I

II

III

I#

V

V [km/h]

a [m/s2]

&+ Tra!area caracteri!ticii de demarare

&+1 Tra!area caracteri!ticii timpului de demarare in "unctie de#ite*a

'a' 'a 'a+ 'a/ 'a= 'a>$1'=//#

#$1'$$/

$1#>=/'

$1+?/'#

$12>'>=$1??#'/

2

$1'='?/$1$>=>

2$1#'#

$1+#2#2=

$12=+2?

$1??/=/


24/107

$1'/?2$/

$1$+=>

$1222$2

$1+#/

$12/2/#

$1??='+2

$1'/22=2

$1$$##/

$12/'=2

$1+222?/

$12/+?#/

'1$$$#+

$1'/>$2

?

$1'?#>'

/

$12''+

'

$1+2+?+

>

$12/##

'1$''/2

2$1'//>=+

$1'?>>?/

$1>#=?2

$1+2$#$/

$12//'$'

'1$2/

$1'/+/>=

$1'?='$+

$1>>=+$1+>#+>

/$12/2>>

+'1$/?'/

2$1'/=$

=$1'?+#

#$1>/?$

?$1+>>=?

$12=+>+2

'1$22+2=

$1'/'2>/

$1'?#=>

$1>+2'#

$1+>=/>+

$12>'+?

'1''+$??

$1'/'+=

$1'?'2#

$1>?/>

$1+>/?2'

$122+++2

'1'=2>?

$1'/$?'+

$1'?'2#?

$1>=#2

$1+>='$?

$12#2/>/

'1'+$=+

$1'/$2?>

$1'?'>#/

$1>>+>

$1+>=#2#

$1#$/#2

'1#'#+?

$1'/$##+

$1'?'#>+

$1>+$?+

$1+>2#2

$1#=#2

'1+>2#/2

$1'/''2/

$1'?+#

$1>+?>/

$1+>?+=$1#=$?#

'1/2>>=

=$1'/'>2

$1'?+$#

+$1>==

2$1+2$#

?$1##$?>

/'1>'>2>

$1'/+#

$1'?/'+/

$1>>?#+

$1+2==+/

$1?'>>='1#$'2+

?

$1'/++$?

$1'?=/?'

$1>?'> $1+2?2+

$1?=?'?2

1$=/>/>

$1'///>

$1'?2'>2

$12'#'$1+#/2$

='1$'$'=

1/'2?#

$1'/=#=

$1'??'2#

$12/?=#

$1+?$=+?

'1$2'>=

1?2?=2'

$1'/2/?

$1$'=/+

$12#>+?

$1+?2?>

'1'/>==#

+1?=/#>=

$1'/?+?#

$1$/#2

$1##?+

$1/$=$>=

'1+?'2'

>1$=$>=

$1'='=#

?

$1$2/+

#

$1#22>

#

$1/'+?=

'1+==2+

=

'+12+

2$1'=/$#?

$1''$+

$1?++

$1//$#>

'1=$=?>#

9/'1$#/=

$1'=>?=

$1'='$#

$1??>/

$1/+=>

'12$=22=

921?'+2

$1'>$'+'

$1'?2'#

$1+$>2>$1//#2=

/'1?#+$#

?9

/1#2#2$1'>+2/

/$1/?'

?$1+'/#

?$1/>+2'

=1+?'#=

>9

1#??=#$1'>2#'

/$1+$2#

$1++?=

/$1/#$2?

#+1$='/?

=9

1'>2=$1'2+?

=$1+2+?

/$1++/#

+$1=$$+>

2/1#?/$

? 9'12'>+


25/107

$1'22==2

$1//#=?

$1+/>$1=##

>21//#'

9

'1/'$?

0 50 100 150 200 250 300

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Inversul acceleratiei

1$a1

1$a2

1$a3

1$a4

1$a5

1$a6


26/107

3d' 3d 3d+ 3d/ sd= sd>

$ $ $ $ $ $$1''2+'

$1#?2'

2$12'2??

'1#$>'+

+''1/?'+

=+1>??'

=

$1='## $1>#$= '1=/+>>2 +1##==? /1#22+ ='12=+'#$1/$//2

>$1??#?

+1/2>+?

'>1+2'+

2/$1+?+

?#/1=2?/

$1=2/'?'1/'#'/

/+1='>=?

+#1#>//

?=21>?/$

/'12/$

+$12>'/?

2'1##$?+

/1>>=2$

>''122=

#221+?==

>'>>1?2=

+$1?>>2'

/1+##'

/=1?>'+

#'/1?>?2

=??1=/$>

'#1/#

'1'?$+$+

1?/$?#

21+$'>'#1/>>#

#'/1+2/

#221#'=

2

'1/+#2/

+1=/$?

#12?=/2

1222>

'=1$'>

+/21+2=

'1>?='##

/1'?$$>?

'$1/'/$'

>1/'?

'#+1+?=/#1?2=

''1?2#'>

'/1#?$2+

2'1'>+/

2+$1?''+

='#1/'=

===12'2

#1##2

?=1>/=2

'/1$='/

+=1222#

+=21#+

+>/'1>+=

>1>'$>'

'>1/=#?

'>1$#>2

>/'1$/>+

#+$1+=/

2#1=$$

1?>#

/

21++

#'#12?#

/>12/?

/

+=1#>?

>

?=>12+#

'+1+/'$

##12'##

>$1>//

/=1?+#

>/'$1=$>

>''221'+

?+12/2>?

??1#>

?+1'##+

#=?1>'+2

/2>12'+2

'/>/1$#/

/1'#/='2

'$1+>?'

=1?+++?

>>1#>?+

==+1+#$2

'#=1'+2

/1>=/$

''1=+?$'

#1#?=>=

2/12/?'?

>/+1$'>?

/$/1?>

=1'=?>>=

'12??=+1$?>$

?#+1+'

/2/?1$/

?+=/1$2

=12$//> '/1'=?2 +=1==#?/ ?1>>#/ #2>1'++2 /21$$


27/107

>1?'2##

'=1>#+>

+?1+'#

'$1##>

'$+'1'''

2#>>12>#

>1?>2+

'21'#+/

/+1+###+

''/1$2>2

'+1??

'?+=21>2

21>'/'#

=

'#1?/>

#

/21#>#

+

'>1+#/'/2$1+'

#

9

>>2/1##1+>$'/

$1#'2'=1>2'

#'+?1?>/

='2?=1=$

/9

'+$'/1??1'2'=>

?1#>$$

'=21?2=+

2'==1$''

=//1'>

29

2=#'1#='$1$=>>

>=1$?+'

/>+1#$/

>'2'12>'

'?$1/=

#9

=/?212>

''1$=' 21=/+2$1#=

'?$1=$/

+?>'1$=?

9/+?>1=

'1$##/

+$1+#+

221+/=/

''1>$

=?/122

9+2'=1+>

'+1>$/+

++1'#+?

#=1>=#

+=1='2

'$?#1='

9+=+1$'


28/107

0 50 100 150 200 250 3000

5000

10000

15000

20000

25000

Spatiul de demarare

%!1

%!2

%!3

%!4

%!5

%!6

V[km/h]

Sd[m]


29/107

td' td td+ td/ td= td>

$ $ $ $ $ $$1$=2$'

>

$1'$//2

+

$1'?'$

+

$1+=2//

/

'1=>/>

#

1$2+$'

2$1''+=

/$1$=#2

'$1+2#=?

?$12$/#+

?1/?+/'

#/1'/?2'

2$1'>>++

?$1+$/2?

#$1=>$>+

#'1$///>

++12#?

=>1>$'/

'$1'?>

>$1/$'#$

=$12+?>

>'1+2#+?

>/1?=>=$

>#1/+=2'

+$12'/$

2$1/?2+?

?$1?'=//

>'12$#=>

=>1$=2?

2'$12'$#

/$1++$'

=$1=?$=

+'1$?$$#

1$+>2##

21/#>$?

'+1'/#

$1+2/+? $1>#>'+ '1>/$= 1+>/#$# #12??/>' '=12/2$1/==2

?$12#$+'

'1/+#'$2

1>?/+#

'$1'>??2

'#1=>>/2

$1/2>?#?

$1#2/2>/

'1>'+'+2

+1$2$+2

''1>$?+

'12/$2

$1=#2#'

$1?>???'

'12#??+

+1+>/>/=

'+1'+/##

=1?'+

$1=#''22

'1$>>/$?

'1?>?#'

+12$#?$#

'/12>>?=

?1+?#?=

$1>+//$'

'1'>///+

1'=$=

/1$>'>=?

'>1=?2+

+/1+='

$1>##>##

'1>/=+2

1++?'$#

/1//#/=

'#1/=>2

/$1$/>?

$12//#'

'1+>2'=

1=+'+2=

/1#$$==2

$1=2/

/21'?+'#

$1#$'/+2

'1/222?

12?#+?

=1'?'$2>

1?+/=>

=>1+/?+

$1#>$/+

'1=#'?/>

1?+==2

=1=?#?'

=1=??$

>#1=/?'

$1?'=>=

'1>?=#

+1'/?2/=

>1$>?$'

#1>/+#=

#=12$='

$1?#='>

+

'1#'+=

+1+2+>=

> >1/2#'?

+1'2//

/

'''1#+

'1$='=#

>'1?+>2'

#+1>$#2=

>>1?=>/$

#+>1++>>

2'=>1>2'

#'1''+

21$>>/$

=+1#=>>#

'21/>=2

>/'1++#2

=1+''

?'1'?/=>

21$+'?

=/1''??

=#1$'$??

>/21/##>

=>$$1#++

=

'12$?1+/#$?

'/1+?#2/

#1=?2?'?

==1>?=

9'##/1=/

'1+=/+?

1=$//

/1>?2/?#

?1++>

>=1//$+9

+2?1/#'

'1//'/> 1>>>?#2 =1$'#/2 ?1?='+= 2?1+#>?+ 9'/1=>=


30/107

'1=+>'+#

1#/+#2/

=1+>=$2?

'$1>#++2

??12/$?

9'='1'/

'1>+2#>

+1$+/2+2

=12/'+??

''1=$$'

'+1++2'

9''21=$'

'12/>>2

>

+1/'2/

?

>1'=++'1/=$$

'

'?+1'22

>

9

?>1>'##'1#>=>

+1/>2='=

>1>$+#

'+1/?'#

+/21>$#2

9#1+>?'

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 2800

200

400

600

800

impul de demarare

t!1

t!2

t!3

t!4

t!5

t!6

V[km/h]

t[s]


31/107

Capitolul III

Studiul !olutiilor po!ibile pentru !c0imbtorul de #ite*e !i ale3erea!olutiilor

11 Scurta 2u!ti"icare a pre*entei !c0imbatorului de #ite*e pe automobil

3cimbatorul de !ite&e este al doilea organ al transmisiei automobilului1 in sensul detransmitere a miscarii de la motor1 a!Gnd urmtoarele functii8

9 permite modificarea fortei de tractiune in functie de !ariatia re&istentelor la 4naintare9 permite mersul inapoi al automobilului1 fara a in!ersa sensul de rotatie a motorului9 reali&ea& 4ntreruperea 4ndelungata a legturilor dintre motor si restul transmisiei in

ca&ul in care automobilul sta pe loc cu motorul in functiune

3cimbatorul de !ite&e a unui automobil trebuie sa 4ndeplineasc urmtoarele conditii8

9 sa asigure calitati dinamice si economice bune9 sa pre&inte siguranta in timpul functionarii

9 sa pre&inte o constructie simpla1 re&istenta si sa fie usor de mane!rat9 sa pre&inte o functionare fara &gomot si sa aib un randament cat mai ridicat9 sa aib o re&istenta mare la u&ura9 sa fie usor de intretinut


32/107

1& Pre*entarea unui !c0imbtor de #ite*e a!emntor cu cel care !eproiectea* !i e#identierea !olutiior con!tructi#e

3cimbtorul de !ite&a din Fig. '> este detip monobloc 7i 4nglobea& 4n aceea7i carcas7i diferenialul. Transmisia este dispusa trans!ersal 4mpreuna cu motorul.

3cimbtorul de !ite&a este de tipul celor cu arbori si are = trepte de !ite&a de mers4nainte sincroni&ate1 treapta a patra fiind cea de pri&a directa si o treapta de mers 4napoi

i31 Sc0imbtor de #ite*e a!emntor cu cel care !e proiectea*


33/107

nesincroni&ata. Mecanismul reductor se compune din doi arbori8 primar si secundar si uncarter. 3cimbtorul de !ite&a cu doi arbori este dispus intr9un carter comun cu diferentialul sicu transmisia principala. Transmiterea momentului motor intre cei doi arbori se face in toatetreptele prin intermediul unui singur angrena: de roti dinate. Ke aceea randamentul unuiastfel de scimbtor de !ite&e este mai mare comparati! cu scimbtorul de !ite&e cu treiarbori.

Ki!ersele trepte ale cutie de !ite&e se obtin prin deplasarea pe arborele secundar asincroni&atoarelor. La scimbtorul de !ite&e cu doi arbori se obtine o treapta de pseudo pri&adirecta prin cuplarea directa a treptei corespun&atoare cu a:utorul sincroni&atorului.

Treapta de mers 4napoi utili&ea& un pinion suplimentar fara sincroni&ator montat peun arbore separat1 dimensiunea pinionului fiind aleasa astefl incat sa se obtina forta detractiune necesara pentru mersul 4napoi.

3incroni&atoarele folosite sunt de tip B59O-5N5 si a!em cate unul pentruperecile de trepte8 P'1 /P+1 si pentru treapta a =9a. -stfel a!em = trepte sincroni&ate pentrumersul 4nainte 7i o treapt nesincroni&at pentru mersul 4napoi.

6n figura Fig. '2 este pre&entat mecanismul de comanda a scimbtorului de !ite&ecare are rolul de a cupla si decupla perecile de roti dintate cu scopul obtinerii diferitelortrepte.


34/107

Comanda treptelor se face manual. Comanda manuala este la rGndul ei directa1 cumaneta pe capacul cutiei de !ite&e. Maneta este pre!&uta cu o articulatia sferica pentru a

putea oscila in locasul sferic1 cu scopul e"ecutrii operatiilor de cuplare a treptelor. 6n capaculscimbtorului de !ite&e pot culisa mai multe ti:e1 pe care sunt fi"ate furcile ce comandasincroni&atoarele. -ceste furci au niste locasuri in forma de Q1 in care intra capatul inferior alle!ierului scimbtorului de !ite&e. *entru cuplarea unei trepte1 conductorul deplasea&maneta in plan trans!ersal1 in dreapta sau stinga1 astfel incit captul inferior al manetei saintre in locasul in forma de Q al ti:ei respecti!e. -poi1 prin deplasarea manetei in planlongitudinal1 4nainte sau 4napoi1 ti:a culisea& si deplasea& odat cu ea furca pe care o poarta1cuplGnd treapta corespun&toare. 5e&ulta ca1 pentru cuplarea unei trepte1 sunt necesare douaoperatii8 selectarea (alegerea) treptei si cuplarea propriu9&isa a treptei.

Kispo&iti!ul de fi"are a treptelor e"clude posibilitatea autocuplarii si autodecuplariitreptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor. 3istemul de comanda a

i31' Mecani!mul de comanda a !c0imbtorului de #ite*e


35/107

cuplrii este cu bile. -stfel pentru fi"area treptelor1 fiecare ti:a culisanta1 are pe parteasuperioara trei locasuri semisferice in care intra o bila astfel incat sa nu permit deplasarea dela sine a ti:ei culisante datorita !ibratiilor sau fortelor a"iale produse la angrenarea rotilordintate1 ci numai sub efortul depus de conductor.

Kispo&iti!ul de blocare a treptelor e"clude posibilitatea cuplri concomitente a maimultor trepte1 blocarea treptelor de !ite&a obtinandu9se prin intermediul unor bile pre!a&uteintr9un locas lateral aflat in fiecare ti:a.

Carterul scimbtorului de !ite&e se compune din carterul propriu9&is si din capacelesuperior1 anterior1 posterior si lateral.

1- Pre*entarea !i anali*a !olutiilor con!tructi#e pentru componentele

!c0imbtorului de #ite*eArborele primarface corp comun cu pinionul angrena:ului permanent si ser!este drept

rea&em pentru arborele secundar. -rborele primar al cutiei se rea&em pe doi rulmeni. Numaiun rulment preia forte a"iale1 celalalt are posibilitatea sa se deplase&e a"ial. 6n Fig. '# este

pre&entat ca&ul in care a!em un rulment cilindric cu bile 4n partea dinspre ambreia: (inelulinterior este presat pe arbore) si unul cilindric cu role 4n partea dinspre capacul scimbatoruluide !ite&e '.

i31( Arborele primar !i !olutii de rulmenti pentru arborele primar


36/107

La3arul din "ata al arborelui este dispus in !olantul motorului fiind un lagr curulmentiradiali1 rulmentul ' putGndu9se spri:ini fie in arborele cotit = si in !olantul +1 Fig. '? a1 fie

doar in !olant1 Fig. '? b1 ceea ce este mai usor de reali&at tenologic. Qnele autoturisme aulagrul anterior sub forma unui lagr de alunecare sau un lagr cu rulmenti cu role ace1 Fig '?c.

La3rul din !pate al arboreluise gaseste in carterul scimbtorului de !ite&e si preia siforte a"iale. 6n general1 lagrul posterior este un lagr cu rulmenti radiali cu bile. Qna dintresolutiile cele mai des 4ntGlnite o regsim in Fig. $ si pre&int solutia la care inelul e"terior alrulmentului este fi"at in orificiul carterului de catre inelul elastic / si flansa 2. Kimensiunilelagarului posterior al arborelui primar se adopta adesea nu pe ba&a de calcul1 si dinconsiderente constructi!e1 astfel incat arborele primar impreuna cu pinionul sa se introduca

prin orificiul lagarului.

i31. Solutii con!tructi#e pentru la3rul din "ata al arborelui primar


37/107

Kimensiunile lagrului posterior al arborelui primar se adopta adesea nu pe ba&a decalcul1 ci din considerente constructi!e1 astfel incat arborele primar 4mpreuna cu pinionul sa

se introduc prin orificiul lagrului.

Arborele !ecundar al scimbtorului de !ite&e se spri:in cu partea anterioara pearborele primar1 iar cu partea posterioara in carterul scimbtorului de !ite&e. Lagrul anterioral arborelui secundar in ma:oritatea ca&urilor este un lagr cu rulmenti role9ace fara inelinterior si e"terior. !edere e"plodata a arborelui secundar o intalnim in figura Fig. ' incare putem identifica urmtoarele elemente8 saiba distantiera (')1 pinion treapta a 6V9a () 1inel sincroni&ator (+)1 butuc sincroni&ator tr. 66696V (/)1 siguranta (=)1 distantier (>)1 inelsincroni&ator (2)1 pinion treapta a 6669a (#)1 distantier (?)1 siguranta ('$)1 distantier ('')1 piniontreapta a 669a (' )1 distantier ('+)1 siguranta ('/)1 inel sincroni&ator ('=)1 sincroni&ator tr. 6966('>)1 inel sincroni&ator ('2)1 pinion treapta 6 ('#).

!edere e"plodata a arborelui secundar impreuna cu treptele de !ite&a corespun&atoarerotilor dintate de pe acesta este pre&entata in figura Fig. .

i3&$ Solutie con!tructi#a pentru la3rul din !pate al arborelui primar

i3&1 Solutii con!tructi#e pentru arborele !ecundar


38/107

-rborele secundar este pre!&ut cu caneluri pe care se montea&a sincroni&atoarelepentru obtinerea treptelor prin roti dintate permanent angrenate. 5otile dintate de pe arborelesecundar se rotesc libere ele fiind cuplate in procesul scimbarii treptelor prin intermediul

sincroni&atoarelor solidare cu arborele (Fig. +).

6n Fig. / se pre&inta ca&ul in care roatadintata este montata pe arborele secundar prinintermediul unui rulment cu role9ace.Qngerea se reali&ea&a princanalul '$ din interiorul

arborelui.

i3&& Solutii con!tructi#e pentru arborele !ecundar )#edere e?plodata/

i3&- Solutie con!tructi#a pentru montarea rotilor dintate pe arborele !ecundar


39/107

Cuplarea treptelor cu !incroni*atoare

*rin sincroni&are se urmareste ca1 4nainte de cuplarea treptei1 !ite&ele ungiulare alerotilor ce urmea&a a fi in angrenare sa se egali&e&e1 astfel incit cuplarea acestora sa se facafara socuri. -!anta:ele sincroni&arii sunt urmatoarele8 se elimina &gomotele1 se marestedurabilitatea rotilor dintate1 se usurea&a conducerea prin micsorarea timpilor morti intrescimburile treptelor de !ite&e.

3incroni&atorul conic cu inertie cu inele de blocare este pre&entat in Fig. =. *inionul 'al arborelui primar se afla in angrenare permanenta cu roata dintata '2 a arborelui intermediar.5oata dintata 2 este montata liber pe arborele secundar si este in angrenare permanenta curoata dintata '# a arborelui intermediar. *inionul ' si roata dintata 2 sunt e"ecutate dintr9osingura bucata cu coroanele dintate si1 respecti! > si sunt pre!a&ute cu suprafete tronconice'+ si '/. 6ntre pinionul ' si roata21 pe partea canelata a arborelui secundar1 se afla mansonul'' al sincroni&atorului pre!a&ut la e"terior cu o dantura cu dinti drepti si cu trei crestaturilongitudinale '= in care intra piedicile +1 a!Gnd in mi:loc un orificiu. *e dantura e"terioara amansonului se gaseste dispusa coroana culisanta '$1 pre!a&uta cu dantura interioara. Coroana

este pre!a&uta la e"terior cu un guler pentru furca de actionare /1 iar pe suprafata dintatainterioara are un santulet inelar semicircular #1 in care intra bilele = ale dispo&iti!ului defi"are. -ceste bile se gasesc sub actiunea arcurilor '?1dispuse in orificiile radiale alemansonului

i3&+ Solutie con!tructi#a pentru "i?area rotilor libere pe arborele !ecundar


40/107

.

Ke ambele parti ale mansonului1 pe suprafetele conice '+ si '/1 se gasesc dispuseinelele de blocare din bron& ?1 pre!a&ute cu coroanele dintate '1 a!ind acelasi pas ca sicoroanele dintate si > din dantura interioara a coroanei '$. *artile frontale ale dintilor

inelelor de blocare si ai coroanelor rotilor dintate1 la partea dinspre manson1 sunt tesite subacelasi ungi ca si dintii interiori ai coroanei '$. 6n fiecare inel de blocare1 la partea frontaladinspre manson1 sunt e"ecutate + ferestre '> in care intra capetele pastilelor +.

Katorita faptului ca partea centrala a pastilelor este ase&ata in crestaturile '=1 iar partilelaterale in ferestrele inelelor de blocare1 mansonul si inelele se rotesc impreuna. Latimeaferestrelor '> din inelele de blocare este mai mare decGt latimea pastilelor + cu un :oc putinmai mare decit :umatate din grosimea dintilor. Kin acest moti!1 inelele de blocare au

posibilitatea unei deplasari ungiulare in raport cu mansonul1 cu un ungi determinat de :oculdintre pastile si peretii laterali ai ferestrelor '>1 dintii inelului se rotesc in raport cu dintii

coroanei '$ cu o :umatate din grosimea lor 4mpiedicGnd deplasarea coroanei in directia rotiidintate care urmea&a sa se cuple&e. 6n aceasta consta actiunea de blocare al inelelor.

Functionarea sincroni&atorului in !ederea cuplarii unei trepte cuprinde mai multeetape. 6n continuare se pre&inta functionarea sincroni&atorului la cuplarea pri&ei directe.

3ub actiunea momentului de frecare1 se produce egalarea !ite&elor arborelui secundarsi pinionului ' (care reali&ea&a prin cuplare pri&a directa). *entru aceasta coroana simansonul1 solidari&ate prin bilele =1 4mpreuna cu pastile +1 se deplasea&a spre stGnga cua:utorul furcii /. *astilele1 spri:inindu9se cu capetele de ferestre inelelui de blocare ?1 apasa

acest inel pe suprafata conica '+. Katorita frecarii care ia nastere intre suprafetele conice incontact1 inelul de blocare se roteste in raport cu mansonul1 in sensul rotirii rotii dintate '1 cat ii

i3&@ Sincroni*atorul conic cu inertie cu inele de blocare


41/107

permite :ocul dintre pastilele + si ferestrele '> ale inelului. 6n urma rotatiei inelului de blocare1cu un sfert de pas1 dintii inelului !in partial in dreptul dintilor coroanei '$1 4mpiedicGnddeplasarea coroanei spre pinionul '1 pana cGnd !ite&ele ungiulare ale pinionului ' si aarborelui secundar nu se egalea&. fortul a"ial transmis de conducator asupra coroanei simansonului se transmite inelului de blocare1 care1 apsGnd asupra suprafetei conice '+1 danastere la o forta de frecare ce conduce la egalarea !ite&elor ungiulare.

Kupa ce !ite&a de rotatie a arborelui primar si cea a inelului de blocare de!in egale1componenta tangentiala a fortei de apasare dintre tesiturile dintilor coroanei si ai ineluluide!ine suficienta pentru a roti inelul de blocare in sens opus rotatiei arborelui primar. Larotirea inelului de blocare1 ciar cu un ungi mic1 dintii coroanei intra in angrenare cu dintiiinelului de blocare1 iar interactiunea dintre tesiturile dintilor incetea&a1 si cu aceasta frecareadintre suprafetele conice ale inelului de blocare si ale arborelui primar. 6n aceasta situatie1coroana '$ se poate deplasa in lungul mansonului dupa in!ingerea fortei arcurilor '21 prin

4mpingerea bilelor in lacasul de placute1 iar dantura ei !a angrena cu dantura a rotii '1cuplGnd treapta fara soc si fara &gomot.

3incroni&atorul cu ser!oefect (Fig. 2) a fost patentat de firma *orsce si el asigurasolidari&area la rotatie a rotilor dintate + si '$ cu arborele /. Fiecare roata are fi"ata pe ea cateo piesa de cuplare # cu dantura e"terioara. *e corpul cilindric al acestor piese se montea&acate un segment elastic (inelul sincroni&atorului)1 asigurat a"ial cu un inel de siguranta '= si

po&itionat pe piesa de cuplare # prin pintenul '> care intra in fanta segmentului. 3uprafatae"terioara a segmentilor elastici este profilata1 fiind compusa dintr9o suprafata conica

racordata la o suprafata cilindrica. Butucul > al sincroni&atorului este montat pe canelurilearborelui / si are la e"terior trei gida:e 2 pe care poate culisa mansonul ' daca este comandat

i3& a*ele proce!ului de !incroni*are ale !incroni*atorului conic cu inertiecu inele de blocare


42/107

de furca. *e interiorul mansonului este prelucrata dantura de cuplare intrerupta in trei locuride locasurile '' pentru gida:ele butucului. Kiametrul interior al mansonului este mai micdecat diametrul e"terior al inelelor elastice.

La inceputul cuplarii sub actiunea furcii de comanda1 mansonul ' se deplasea&a spre

pinion si intra in contact cu portiunea conica a segmentului elastic determinandcomprimarea acestuia si aparitia unui moment de frecare intre inelul solidar la rotatie cu roata

prin piesa # si dintii mansonului. Fortele de frecare care apar actionea&a in sensul descideriisegmentului; se mareste momentul de frecare si se impiedica deplasarea mansonului in sensulcuplarii cu dantura piesei #. 3incroni&atorul pre&inta astfel un efect de autoamplificare1mentinut pana la egali&area !ite&elor ungiulare ale rotii si arborelui care se produce foarterapid. Kupa egali&area acestor !ite&e ungiulare1 mansonul poate comprima inelul care intrain santul central a danturii mansonului si se produce cuplarea1 mansonul fiind mentinut inaceasta po&itie de elasticitatea inelului si impiedicandu9se decuplarea accidentala a treptei.

;otile dintatefolosite atat la arborele primar cat si la cel intermediar sunt roti dintatecu dantura inclinata (Fig. 2). 6n general1 rotile dintate ale treptelor inferioare (cu diametrumic) fac corp comun cu arborele1 iar rotile dintate ale treptelor superioare sunt confectionate

separat si se montea&a pe rulmenti cu role ace pe arbore.

i3& Sincroni*atorul cu !er#oe"ect )Por!c0e/


43/107

R

Comanda treptelor se reali&ea&a prin intermediul unor le!iere (comanda e"terna) siprin intermediul furcilor si ti:elor culisante (comanda interna).

Comanda directa cu maneta ase&ata pe capacul scimbatorului de !ite&e esterepre&entata in Fig. #.

Maneta este pre!a&uta cu articulatia sferica #1pentru a putea oscila in locasul sferic 2 al

cutiei de !ite&e1cu scopul e"ecutarii operatiilor de cuplare a treptelor. 6n capacul 2 pot culisati:ele = si >1pe care sunt fi"ate furcile / si1respecti! +. -ceste furci au niste locasuri in forma

i3&' Tipuri de roti dintate "olo!ite la !c0imbtorul de #ite*e


44/107

de Q1 in care intra capatul inferior al manetei '. Fiecare furca poate comanda succesi! douatrepte. -rticulatia sferica # este apsata in locasul sau de arcul .

*entru cuplarea unei trepte1 conducatorul deplasea&a maneta '1 in plan trans!ersal1 indreapta sau stGnga (sagetile -9-)1 astfel incat capatul inferior al manetei sa intre in locasul informa de Q al ti:ei =1 respecti! >. -poi1 prin deplasarea manetei in plan longitudinal1 4naintesau inapoi (sagetile B9B)1 ti:a culisea&a si depla&ea&a odata cu ea furca pe care o poarta1cuplGnd treapta corespun&atoare.

5e&ulta ca1 pentru cuplarea unei trepte1 sunt necesare doua operatii8 selectarea(alegerea) treptei si cuplarea propriu9&isa a treptei

An!amblul comen*ii e?terne este situat la partea superioara a cutiei de !ite&eprinderea sa pe carterul mecanisme reali&Gndu9se prin intermediul unor suruburi (). -ceastacomanda este formata din le!ierul () si bieleta sa (/) ce asigura deplasarea a"iala a a"uluide comanda (Fig.?).

i3&( An!amblul comen*ii directe cu maneta a!e*ata pe capacul !c0imbtorului de

#ite*e


45/107

An!amblulcomen*ii interne pentrufiecare treapta de !ite&a in parte este pre&entat in Fig. +$. Ke asemenea1 tot in aceasta figurasunt incluse si !or fi pre&entate mai pe larg mai :os si sistemele de siguranta si anumemecanismul de fi"are si sistemul de blocare.

i3&. An!amblul comen*ii e?terne a treptelor !c0imbtorului de #ite*e

i3-$ An!amblul comen*ii e?terne a treptelor !c0imbtorului de #ite*e


46/107

4i!po*iti#ul de "i?area treptelor e"clude posibilitatea autocuplarii si autodecuplariitreptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor si este pre&entat in Fig. +'. La

automobile1 dispo&iti!ele de fi"are cele mai raspindite sint cele cu bile.

*entru fi"area treptelor1 fiecare ti:a culisanta +1 are pe partea superioara trei locasurisemisferice in care intra bila '1 apasata de arcul . Locasurile e"treme ale ti:ei + corespundcelor doua trepte pe care le reali&ea&a furca respecti!a1 iar cel din mi:loc po&itiei neutre.Kistantele dintre aceste locasuri trebuie astfel alese incit bila ' sa nu permit deplasarea de lasine a ti:ei culisante + datorita !ibratiilor sau fortelor a"iale produse la angrenarea rotilor

dintate1 ci numai sub efortul depus de conducator.

i3-1 4i!po*iti#ul de "i?are


47/107

4i!po*iti#ul de blocarea treptelor e"clude posibilitatea cuplari concomitente a maimultor trepte.

6n Fig. + este pre&entata scema de functionare a dispo&iti!ului de blocare a treptelorunei cutii de !ite&e cu patru trepte.

Sa!orirea treptelor de !ite&a se obtine prin practicarea unui locas lateral in fiecare ti:a1 astfel incit boltul (&a!orul) ' sa impidice cuplarea simultana a doua trepte. Qnele sceme deorgani&are pre!ad in locul boltului '1 cite doua bile.

Ti:ele culisante e"treme ' si = sint pre!a&ute in plan ori&ontal pe partea interioara cucite un locas semisferi. Ti:a centrala + este pre!a&uta in plan ori&ontal cu cite doua locasurisemisferice. 6n dreptul locasurilor1 ti:a centrala este pre!a&uta cu un orificiu in care semontea&a stiftul /1 intre ti:ele e"treme si ti:a centrala se gasesc cite doua bile (&a!oare) si >.

6n po&itia neutra1 toate locasurile se afla pe aceeasi linie1 iar intre bile si locasuri e"istaun :oc mic. Kaca se deplasea&a ti:a centrala ea !a actiona asupra bilelor si >1 care !or iesi

din locasurile ei1 si le !a obliga sa intre in locasurile ti:elor ' si =. -stfel1 ti:ele e"treme ' si =se !or &a!ori sin u se !or elibera pina cind ti:a centrala + este readusa in po&itia neutra.

6n ca&ul deplasarii ti:ei e"treme ' se !a actiona asupra bilelor 1 scotindu9le dinlocasul e isi obligindu9le sa inter in locasul ti:ei centrale +. 6n momentul in care bilele auintrat in locasul ti:ei centrale1 ele !or deplasa stiftul / din locas in locasul din cealalta parte ati:ei +. *rin aceasta deplasare1 stiftul / !a deplasa bilele > sa intre in locasul ti:ei =. 6n acestfel1 ti:ele + si = sint &a!orite in po&itia neutra8 *rin deplasarea ti:ei = se !or &a!ori ti:ele ' si +.

alta solutie constructi!a pentru dispo&iti!ul de blocare este pre&entata in Fig. ++.

i3-& Solutie con!tructi#a a di!po*iti#ului de blocare


48/107

Kispo&iti!ul de blocare pentru mers 4napoi este reali&at sub forma scoabei apsata in:os de arcul'. Maneta + nu poate intra in locasul ti:ei culisante a mersului inapoi decat duparidicarea scoabei cu a:utorul mGnerului / si a ti:ei = deasupra umrului furcii respecti!e.

Blocarea a"elor de comanda se poate face si prin intermediul unor stifturi cilindrice '>(Fig.+=)1 stifturi ce se gasesc in orificii din carterul ambreia:9diferential.

-nsamblul de elemente / din Fig.+/ repre&inta dispo&iti!ul LCT-Q ce nu permitecuplarea accidentala a treptei de mers inapoi atunci cand se trece din treapta a V9a in treapta a6V9a .

i3-- Solutie con!tructi#a a di!po*iti#ului de blocare pentru treapta de mer!

i3-+ 4i!po*iti# de blocare cu !ti"turi cilindrice !i di!po*iti#ul LOCTEAU


49/107

Carterul mecani!me

6n Fig.+= se pre&inta carterul mecanisme (') al C.V. impreuna cu elementele ce semontea&a pe acesta.

Capacul din tabla ambutisata (#) pre!&ut cu garnitura din cauciuc (2) asigura spatiulnecesar treptei corespun&toare acelei po&itii din scimbtorul de !ite&e1 respecti! etansareaacesteia. Capacul se montea&a pe carterul scimbatorului de !ite&e. prin intermediul a trei

suruburi (?)1 si este pre!&ut la interior cu un :geab colector de ulei si o conducta ce asiguraungerea ansamblului pinion arbore primar.

5N6FL-5KQL (+) pre!a&ut cu furtunul () are rolul de a colecta !aporii de ulei caredupa condensare sunt retrimisi in carterul mecanisme. Totodat acest element din masa

plastica asigura si legtura cu atmosfera pentru a se e!ita aparitia suprapresiunii in interiorulscimbtorului de !ite&e.

i3-@ Carterul mecani!me


50/107

Ugeabul din material plastic ('+) se clipsea&a pe interiorul carterului la parteasuperioara a acestuia si are rolul de a colecta uleiul pro!enit din barbotare pentru a9l trimite la

pinioanele treptelor de !ite&a si la interiorul arborelui primar .

Busonul (>) din material plastic pre!a&ut cu garnitura (=) a:uta la !erificarea ni!elului de

ulei si la completarea acestuia.

6n Fig.+= se mai disting8

9 contactorul pentru mersul inapoi (')

9 suruburile pentru asamblarea carterului mecanisme cu carterul ambreia:9diferential('$)

9 buc7e de centrare ale carterelor (/ si '')

Carterul ambreia2 > di"erential


51/107

Carterul ambreia:9diferential (') din Fig. +> este reali&at din aluminium turnat subpresiune.

La partea anterioara a carterului a!em ansamblul rulment de presiune tub de gidare()1 ansamblu ce se fi"ea&a pe carter prin intermediul a doua suruburi (+). La partea

inferioara a!em in interiorul scimbatorului de !ite&e o rondela magnetica (>) ce foloseste lacolectarea particulelor metalice aflate in uleiul de ungere si pro!enite in urma procesului deu&are1 dar si la o serie de operatii ale proceselor de montare remontare. Tot la parteainferioara a carterului a!em busonul de golire (/) pre!a&ut cu garnitura de etansare (=).

Capacul !pate poate conine urmtoarele elemente8 ansamblul pinionului de%ilometra: '1 palierul a"ului de comand al scimbatorului de !ite&e 1 le!ierul basculant4mpreun cu degetul cuttor +1 tacetul unei trepte de !ite&a. *entru unele scimbtoare de

!ite&e capacul spate mai poate conine palierul cu cel de9al treilea rulment al arborelui

i3- Carterul ambreia2 > di"erential


52/107

secundar 4mpreun cu simeringul su de etan7are. !arianta de capac spate este pre&entata inFig. +2.

1+ Ale3erea 2u!ti"icata a !olutiilor con!tructi#e pentru !c0imbatorul de#ite*e ce !e proiectea*a

Sc0imbtorul de #ite*aales este detip monobloc 7i 4nglobea& 4n aceea7i carcas 7idiferenialul. Transmisia este dispusa trans!ersal 4mpreuna cu motorul si din acest moti! sealege scimbtorul de !ite&a de tipul celor cu arbori cu = trepte de !ite&a1 treapta a patrafiind cea de pseudo pri&a directa. Mecanismul reductor se compune din doi arbori8 primar sisecundar si un carter. Transmiterea momentului motor intre cei doi arbori se !a face cua:utorul mai multor pereci de roti dinate.

Arborele primarse !a re&ema pe doi rulmeni1 numai unul dintre acestia !a prelua forte

a"iale1 celalalt aa!and posibilitatea sa se deplase&e a"ial. 3e prefera ca&ul in care a!em unrulment cilindric cu bile 4n partea dinspre ambreia: (inelul interior este presat pe arbore) si unrulment cilindric cu role 4n partea dinspre capacul scimbatorului pentru a putea prelua fortelea"iale.

La3arul din "ata al arboreluieste dispus in !olantul motorului fiind un lagr curulmentiradiali1 rulmentul putGndu9se spri:ini doar in !olant1 solutie preferata deoarece este mai usorde reali&at tenologic.

La3rul din !pate al arboreluice se gaseste in carterul scimbtorului de !ite&e sipreia si forte a"iale se alege a fi un lagr cu rulmenti radiali cu bile1 deoarece este una dintre

R

i3-' Capacul !pate al !c0imbtorului de #ite*e


53/107

solutiile cele mai des 4ntGlnite la acest tip de automobil. Ke asemenea se prefera solutia la careinelul e"terior al rulmentului1 pentru a prelua forte a"iale1 este fi"at in ambele sensuri cua:utorul unui inel elastic si al unei flanse. *rin strGngerea flansei de carcasa se fi"ea& si inelule"terior. -sigurarea concentricitatii capacului cu arborele primar care ser!este si la gidareamansonului de decuplare a ambreia:ului1 se reali&ea& tot prin centrarea pe inelul e"terior alrulmentului. 6nelul interior al rulmentului se fi"ea& pe arborele primar spri:inindu9se indreapta pe umarul arborelui1 iar in stGnga este strGns cu a:utorul unei piulite de e"emplu cucaneluri care se asigura cu o siguranta. 3e pre!ede de asemenea un manson din cauciuc care!a ser!i la etansarea scimbtorului de !ite&e.

La scimbtorul de !ite&e cu trei arbori ales1 arborele secundar se !a spri:ini cu parteaanterioara pe un rulment cu role ace montat in partea posterioara a arborelui primar.

Arborele !ecundar al scimbtorului de !ite&e se spri:in cu partea anterioara pearborele primar1 iar cu partea posterioara in carterul scimbtorului de !ite&e. Lagrul anterior

al arborelui secundar se alege un lagr cu rulmenti role9ace fara inel interior si e"terior pentruun gabarit cat mai redus. -rborele secundar !a fi pre!&ut cu caneluri pe care se montea&asincroni&atoarele pentru obtinerea treptelor prin roti dintate permanent angrenate. 5otiledintate de pe arborele secundar se rotesc libere ele fiind cuplate in procesul scimbariitreptelor prin intermediul sincroni&atoarelor solidare cu arborele.

Sincroni*atoarelece se !or folosi sunt de tip conic cu inertie1 cu inele de blocaremarca B59O-5N5 deoarece aceste au o fiabilitate si o calitate a fabricatiei do!edita sisunt de asemenea si cele mai folosite tipuri de sincroni&atoare pentru acest tip de scimbator

de !ite&e. -stfel !om a!ea cate un sincroni&ator pentru fiecare perece de trepete si anumepentru perecile de trepte8 P'1 =P+1 pentru marsarier si pentru treapta a patra aceasta dinurma fiind treapta de pri&a directa. -stfel a!em = trepte sincroni&ate pentru mersul 4nainte 7i otreapt sincroni&at pentru mersul 4napoi astfel incat se elimina &gomotele de functionare1 semareste durabilitatea rotilor dintate si se usurea&a conducerea prin micsorarea timpilor mortiintre scimburile treptelor de !ite&e. Comanda treptelor se face manual.

Comanda treptelor se !a reali&a prin intermediul unui le!ier (comanda e"terna) siprin intermediul furcilor si ti:elor culisante (comanda interna). Comanda directa se !a reali&aprin intermediul unei manete ase&ata pe capacul scimbatorului de !ite&e.

4i!po*iti#ul de "i?are a treptelor ce e"clude posibilitatea autocuplarii siautodecuplarii treptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor se alege cel cu

bile deoarece este cel mai des utili&at mecanism de acest fel. -stfel nu se !a permitedeplasarea de la sine a ti:ei culisante datorita !ibratiilor sau fortelor a"iale produse laangrenarea rotilor dintate1 ci numai sub efortul depus de conducator.

4i!po*iti#ul de blocarea treptelor ce e"clude posibilitatea cuplari concomitente a maimultor trepte. Blocarea a"elor de comanda se !a face prin intermediul unor stifturi cilindrice1stifturi ce se gasesc in orificiile din carterul ambreia:9diferential. Ke asemenea se !a folosi si

dispo&iti!ul LCT-Q ce nu permite cuplarea accidentala a treptei de mers inapoi atuncicand se trece din treapta a V9a in treapta a 6V9a .


54/107

Carterul mecani!me !a fi format dintr9un capac din tabla ambutisata pre!&ut cuogarnitura din cauciuc ce asigura spatiul necesar treptei corespun&toare acelei po&itii dinscimbtorul de !ite&e1 respecti! etansarea acesteia. Capacul se !a monta pe carterulscimbatorului de !ite&e. prin intermediul a trei suruburi1 si !a fi pre!&ut la interior cu un

:geab colector de ulei si o conducta ce asigura ungerea ansamblului pinion arboreprimar.5eniflardul !a fi pre!a&ut cu un furtun ce !a a!ea rolul de a colecta !aporii de uleicare dupa condensare sunt retrimisi in carterul mecanisme. Totodat acest element din masa

plastica !a asigura si legtura cu atmosfera pentru a se e!ita aparitia suprapresiunii ininteriorul scimbtorului de !ite&e.Ke asemenea se pre!ede si un :geab din material plasticce se clipsea&a pe interiorul carterului la partea superioara a acestuia si care !a a!ea rolul de acolecta uleiul pro!enit din barbotare pentru a9l trimite la pinioanele treptelor de !ite&a si lainteriorul arborelui primar. -nsamblul !a fi completat de un busonul din material plastic

pre!a&ut cu o garnitura ce !or a:uta la !erificarea ni!elului de ulei si la completarea acestuia.

Carterul ambreia2 > di"erential !a fi reali&at din aluminium turnat sub presiune. Lapartea anterioara a carterului !om a!ea ansamblul rulment de presiune tub de gidare1ansamblu ce se fi"ea&a pe carter prin intermediul a doua suruburi. La partea inferioara !a fi

pre!a&ut in interiorul scimbatorului de !ite&e o rondela magnetica ce foloseste la colectareaparticulelor metalice aflate in uleiul de ungere si pro!enite in urma procesului de u&are1 dar sila o serie de operatii ale proceselor de montare remontare. Tot la partea inferioara acarterului !om a!ea busonul de golire ce !a fi pre!a&ut cu o garnitura de etansare.

Capacul !patepoate !a conine in functie de conditiile tenologice urmtoarele elemente8ansamblul pinionului de %ilometra:1 palierul a"ului de comand al scimbatorului de !ite&e.

Ke asemenea capacul spate !a mai putea conine palierul cu cel de9al treilea rulment alarborelui secundar 4mpreun cu simeringul su de etan7are.


55/107

Cap + Stabilirea !c0emei de or3ani*are a !c0imbatorului de#ite*e !i determinarea numarului de dinti pentru rotile dintate

+1 Stabilirea !c0emei de or3ani*are a !c0imbatorului de #ite*e

Modulele rotilor dintate se determina functie de tipul automobilului si !aloareamomentului ma"im ce trebuie transmis. !aloare apro"imati!a a modulului rotilor dintate se

poate determina cu a:utorul diametrului pitc (K*) si anume m W ? < />./ dinti.

*entru ca numere de dinti ale rotilor dintate &s+si &p+sa fie numere prime intre ele1 se

considera !aloarea rotun:ita a numarului de dinti si se alege *!-% +@ dinti. Kistanta dintrearbori trebuie sa ramana constanta si astfel re&ulta ungiul de inclinare a rotilor dintate pentrutreapta a 6669a si anume8

+< arccos [mn(zp3+z s3)2a! ] < arccos [2(2+45)

27 ] < $.>o.

*entru treapta a I>araportul de transmitere este8 i!+% $.@. 3e alege *p+% -' dintisire&ulta astfel8

&s/< is/W&p/< $.?= W +2 < +=.'= dinti.

*entru ca numere de dinti ale rotilor dintate &s/si &p/sa fie numere prime intre ele1 seconsidera !aloarea rotun:ita a numarului de dinti si se alege *!+% -@ dinti. Kistanta dintrearbori trebuie sa ramana constanta si astfel re&ulta ungiul de inclinare a rotilor dintate pentrutreapta a 6V9a si anume8

/< arccos [mn(zp4+zs4)

2a! ] < arccos [2(37+35)

27 ] < .>o.

*entru treapta a >araportul de transmitere este8 i!@% $'@. 3e alege *p@% ++ dintisire&ulta astfel8

&s=< is=W&p=< $.2= W // < ++ dinti.

*entru ca numere de dinti ale rotilor dintate &s=si &p=sa fie numere prime intre ele1 seconsidera !aloarea rotun:ita a numarului de dinti si se alege *!@% &. dinti. Kistanta dintre


58/107

arbori trebuie sa ramana constanta si astfel re&ulta ungiul de inclinare a rotilor dintate pentrutreapta a V9a si anume8

=< arccos

[

mn(zp5+z s5)2a

!

]< arccos

[

2(44+2)

27 ]< $.>o.

3uma numerelor de dinti pentru fiecare treapta in parte1 treptele fiind in ordinecrescatoare1 este urmatoarea8 2+(6)1 2/(66)1 2+(666)1 2(6V)1 2+(V).

+&& 4eterminarea #alorilor reale ale rapoartelor de tran!mitere !i tra!areadia3ramei "iera!trau reale

Cunoscandu9se numerele de dinti pentru fiecare roata dintata in parte se pot calcula!alorile reale ale rapoartelor de transmitere1 precum si erorile fata de !alorile teoreticedeterminate anterior. -stfel8

9 pentru treapta 6 !aloarea reala a raportului de transmitere este8 is'>.+ %m

9 pentru a treia treapta de !ite& re&ult8

V+< $1+22W $.+'2= W2200

2,74)17 (40002200 )31

< /#.+ %m

V+< $1+22W $.+'2= W4000

2,74)17 ( 40002200 )31

< '$2./ %m

9 pentru a patra treapta de !ite& re&ult8

V/< $1+22W $.+'2= W2200

2,74)17 (40002200 )41

< 22.+ %m

V/< $1+22W $.+'2= W4000

2,74)17 (40002300 )41

< '2'.? %m

9 pentru a cincea treapta de !ite& re&ult8

V=< $1+22W $.+'2= W2200

2,74)17 (40002200 )51

< '$+.' %m

V=< $1+22W $.+'2= W4000

2,74)17 ( 40002300 )51

< ?. %m

Kiagrama fierastrau reala este pre&entata in Fig.+?.


61/107

1500 2000 2500 3000 3500 4000 45000

50

100

150

200

250

Diagrama Fierestrau reala

1

2

3

4

5

n min

n max

n [rpm]

v [km/h]

*entru fiecare treapta de !ite& se calculea& diferena % V < V: V:P' 1unde V:repre&int !ite&a superioar in treapta :1 iar V:P' repre&int !ite&a inferioar in treapta :P'.

9 pentru treptele 6 9 66 de !ite& re&ult % V < +?.> 9 +?.> < $ %m;

9 pentru treptele 66 9 666 de !ite& re&ult % V < 2 9 2 < $ %m;

9 pentru treptele 666 9 6V de !ite& re&ult % V < '+' 9 '+' < $ %m;

9 pentru treptele 6V9 V de !ite& re&ult % V < +# 9 +# < $ %m

+- 4e"inirea rotilor de mer! inapoi

3olutia de treapta de mers inapoi se alege in functie de posibilitatile constructi!e alescimbtorului de !ite&e 1 precum si de raportul de transmitere necesar pentru obtinerea uneiforte de tractiune suficient de mare si a unei !ite&e reduse de deplasare a automobilului pentrua da posibilitatea unei mane!rari corecte.

6n ca&ul scimbtoarelor de !ite&e cu = trepte1 pentru obtinerea treptei de mers inapoise utili&ea& un pinion suplimentar montat liber pe arborele de mers inapoi si care se roteste

simultan cu un pinion de latime mai mare de pe arborele primar. *entru cuplarea treptei de

i3 -. 4ia3rama "er!tru reala


62/107

mers inapoi se introduce in angrenare pinionul pentru mers 4napoi astfel incat el sa angrene&ecu roata dintata de pe arborele secundar.

5aportul de transmitere !a fi8

is5a de #ite*a

*entru treapta a III>araportul de transmitere este8 i!-% 1@@. 39a ales in capitolul 6V*p-% &. dintisi a re&ultat *!-% +@ dinti. Kistanta dintre arbori trebuie sa ramana constanta siastfel re&ulta ungiul de inclinare a rotilor dintate pentru treapta a 6669a si anume8

+< arccos [mn(zp3+z s3)2a! ] < arccos [2(2+45)

27 ] < $.>o.

*entru calculul danturilor la toate solicitarile a!em ne!oie de o parte din elementele

geometrice ale angrena:ului cilindric. 3e calculea&a astfel89 cori:area angrena:ului;


64/107

9 modulul frontal al rotilor dintate8 mf< .'+;9 diametrele de di!i&are ale celor doua roti dintate8 Kd'< >'.22 mm;

Kd< ?=.#= mm;9 diametrele interioare si e"terioare8 Ki'< =2.' mm;

Ki< #2.?2 mm;

Ke'< >>.' mm; Ke< ?>.?2 mm;9 latimea rotilor dintate8 B'< /$ mm;

B< +2 mm;

3e calculea&a apoi fortele din angrenare8

9 forta tangentiala8 Ft< '$.#W'$+N;9 forta radiala8 Fr< /$= N;9 forta a"iala8 Fa< /$>+ N;

Qrmea&a apoi calculul de !erificare a angrena:ului8

9 rupere prin oboseala la ba&a;9 oboseala superficiala (pitting);9 calculul danturii la inco!oiere dupa metoda lui Leis mi"ta;

@1& Calculul danturii la toate !olicitarile pentru perec0ea de roti dintatecore!pun*atoare treptei a I>a de #ite*a

*entru treapta a I>araportul de transmitere este8 i!+% $.@. 3e alege *p+% -' dintisire&ulta astfel8

&s/< is/W&p/< $.?= W +2 < +=.'= dinti.

*entru ca numere de dinti ale rotilor dintate &s/si &p/sa fie numere prime intre ele1 seconsidera !aloarea rotun:ita a numarului de dinti si se alege *!+% -@ dinti. Kistanta dintrearbori trebuie sa ramana constanta si astfel re&ulta ungiul de inclinare a rotilor dintate pentrutreapta a 6V9a si anume8

/< arccos [mn(zp4+zs4)

2a! ] < arccos [2(37+35)

27 ] < .>o

.

*entru calculul danturilor la toate solicitarile a!em ne!oie de o parte din elementelegeometrice ale angrena:ului cilindric. 3e calculea&a astfel8

9 cori:area angrena:ului;9 modulul frontal al rotilor dintate8 mf< .'+;9 diametrele de di!i&are ale celor doua roti dintate8 Kd'< 2#.#' mm;

Kd< 2/.== mm;

9 diametrele interioare si e"terioare8 Ki'< 2.?2 mm; Ki< >>.#2mm;


65/107

Ke'< #'.?2 mm; Ke< 2=.#2 mm;

9 latimea rotilor dintate8 B'< =$.+ mm;B< /2.+ mm;

3e calculea&a apoi fortele din angrenare89 forta tangentiala8 Ft< #.?>W'$+N;9 forta radiala8 Fr< +=+ N;9 forta a"iala8 Fa< +2+$ N;

Qrmea&a apoi calculul de !erificare a angrena:ului8

9 rupere prin oboseala la ba&a;9 oboseala superficiala (pitting);9 calculul danturii la inco!oiere dupa metoda lui Leis mi"ta;

*rincipalele dimensiuni ale tuturor rotilor dintate sunt pre&entate in tabelul de mai :os8

Arbore;oatadintata

7umar dedinti

Modul6mm8

4iametrul dedi#i*are

6mm8

4iametrulinterior 6mm8

4iametrule?terior

6mm8 6$8

*rimar

6 '/ ?.# =. +/. $

66 ' //.2+ /$.' /?.'

666 ? >'.22 =2.' >>.' $.>

6V +2 2#.#' 2.?2 #'.?2 .>

V // ?+.2 #?. ?#. $.>

3ecundar

6 =? '=.>2 ''2.#2 '>.#2 $

66 =+ ''.#? '$=.$> ''/.$>'#./

666 /= ?=.#= #2.?2 ?>.?2 $.>

6V += 2/.== >>.#2 2=.#2 .>

V ? >'.2 =+.#> >.#> $.>

Tab1+ Elemente 3eometrice principale ale rotilor dintate


66/107

3e trece apoi la dimensionarea arborilor primar si secundar pentru treptele de !ite&a 666si 6V. Kimensionarea se face pe ba&a celei de9a treia teorii de re&istenta si de asemena se

considera o re&istenta ma"ima la solicitare compusa8 &a < =$$ Nmm.

9 diametrul arborelui primar pentru treapta a 6669a de !ite&a8 d < = mm;

9 diametrul arborelui secundar pentru treapta a 6669a de !ite&a8 d < #. mm;9 diametrul arborelui primar pentru treapta a 6V9a de !ite&a8 d < /.= mm;9 diametrul arborelui secundar pentru treapta a 6V9a de !ite&a8 d < 2.+ mm;

3e calculea&a apoi reactiunile in lagare pentru fiecare treapta de !ite&a in parte si deasemenea pentru fiecare arbore al scimbatorului de !ite&e. Calculul se continua apoi cudeterminarea sagetii si a rotirii arborilor primar si secundar pentru treptele de !ite&a 666 si 6V1acestea incadrandu9se in limitele admisibile (s9a considerat ca&ul cel mai defa!orabil cand

rea&emele arborilor erau dispuse catre e"tremitatile acestora).Qrmea&a apoi calculul pentru alegerea rulmentilor pentru arborele primar alegandu9sepentru lagarul dinspre motor al arborelui un diametru al acestuia de $ mm si se alege unrulment cu role cilindrice a!and caracteristicile urmatoare8

d 6mm8 4 6mm8 B 6mm8 C 6978 C$6978

$ = '= +=.= >

Tab1@ Caracteri!ticile rulmentului cu role cilindrice al arborelui primar

i3 +& ;ulmentul cu role cilindrice al arborelui primar


67/107

*entru lagarul din spate al arborelui se alege de asemenea tot un diametru d < $ mm1dar rulmentul este unul cu doua randuri de bile a!and caracteristicile urmatoare8

d 6mm8 4 6mm8 B 6mm8 C 6978 C$6978

$ = ' +./ '>

Tab1 Caracteri!ticile rulmentului cu doua randuri de bile al arborelui primar

i3 +- ;ulmentul cu doua rFnduri de bile al arborelui primar


68/107

PA;TEA A II>A

Cap '. 3tudiul solutiilor constructi!e posibile pentru puntea din spatesi alegerea :ustificata a solutiei pentru puntea ce se proiectea&a

11 ;olul puntii

La deplasarea automobilului1 deni!elarile drumului produc oscilatii ale rotilorcare se transmit puntilor. 3uspensia reali&ea&a legatura elastica cu amorti&are intrepuntile automobilului si cadru sau caroserie1 a!and ca roluri principale micsorarea

sarcinilor dinamice si amorti&area !ibratiilor re&ultate in urma interactiunii dintre rotisi calea de rulare. Vite&a de deplasare a automobilului pe un drum dat este limitata in

primul rand de calitatile suspensiei si in al doilea rand de puterea motorului.3uspensia determina in principal confortabilitatea automobilului1 adica

proprietatea acestuia de a circula timp indelungat cu !ite&e permise de caracteristiciledinamice1 fara ca pasagerii sa aiba sen&atii neplacute sau sa oboseasca repede si fara caautomobilul si marfa transportata sa fie deteriorate. 6n plus1 imprimand caracterul dorit

oscilatiilor1 suspensia impreuna cu mecanismele puntilor influentea&a stabilitatea1maniabilitatea si mane!rabilitatea automobilului (elemente care impreuna definesc

tinuta de drum a automobilului).

Conditiile principale impuse suspensiei sunt8

Z amplitudinea masei suspendate cat mai redusa se reali&ea&a reducerea maseinesuspendate


69/107

Z pastrarea nescimbata a caracteristicilor suspensiei cand masa suspendata semodifica se reali&ea&a prin modificarea rigiditatii arcurilor cu cresterea sarcinilor


70/107

-ceasta solutie constructi!a este de tipul mecanism patrulater trans!ersal cu brate

neegale. Fu&eta este sustinuta de cele doua brate. 6n acest ca&1 bratul inferior este cel

mai solicitat1 suportand marea ma:oritate a sarcinii de incarcare. 3istemul este de tipparalelogram1 ce permite fu&etei sa se deplase&e !ertical in sus si in :os. 6n aceastadeplasare e"ista si o usoara miscare laterala datorata arcelor descrise de cele doua brate

in :urul articulatiilor acestora. -ceasta deplasare laterala poate fi anulata doar dacabratele au o lungime infinita1 lucru imposibil de reali&at. -ceste doua miscari

principale sunt singurele miscari permise de acest tip de suspensie ale rotii fata decaroseria automobilului.3olutii constructi!e pentru suspensia fractionata fata cumecanism patrulater trans!ersal cu brate neegale ( cu bratul inferior simplu sau

triungiular si corpul amorti&or9arc prin&andu9se de bratul superior sau de cel inferior1in functie de spatiul a!ut la dispo&itie de catre proiectant).

Fig. '.+. 3uspensie tip Mc*erson

*untea din spate tip Mc*erson are urmatoarelea!anta:e8

9simplitate constructi!a (numar redus de brate si de articulatii);9masa nesuspendata redusa;

9gidare buna a rotii (!ariatie redusa a ecartamentului si a caderii rotii);

9spatiu trans!ersal larg intre roti care permite amplasarea trans!ersala a grupuluimotor9transmisie;


71/107

9permite dispunerea coa"iala a arcului1 amorti&orului si a tamponului elasticlimitator de cursa care poate fi conceput si ca arc suplimentar.

Kintre de&a!antale se mentionea&a89constructie complicata si solicitari suplimentare pentru amorti

9articulatia grupului elastoamorti&or al suspensiei cu masa suspendata are oconstructie complicata;

Fig. './. *unte spate Mc*erson


72/107

*articularitati constructi!e8 bratul inferior are forma de trungi cu latrurilenesimetrice (alungite spre spate) reali&at din piese ambutisate din tabla asamblate prinsudare electrica si re&isti!a1 articulatiile fiind demontabile. rinda suport se pre&inta

sub forma unui cadru pe care este articulat bratul inferior prin doua articulatiicilindrice spre partea centrala a puntii1 iar la partea corespun&atoare fu&etei prin doua

articulatii sferice. Mecanismul de actionare a directiei cu pinion9cremaliera este dispusin spatele si dedesubtul a"ei rotilor si este montat pe grinda suport care are o

constructie compacta. Bara stabili&atoare de forma literei Q este articulata cilindricelastic de grinda suport si prin intermediul unei bielete lungi de fu&eta de constructie

sudata asamblata cu butucul rotii.-rticulatia a"iala intre culisa oscilanta (blocul elasto9amorti&or) si pasa:ul rotii

este pre!a&uta cu un rulment a"ial cu bile pre!a&ut intre armatura de :os a articulatieisi talerul superior al arcului. La bracare ti:a amorti&orului este fi"a 1 iar arcul impreuna

cu tubul amorti&orului si cu fu&eta se rotesc. 3e reuseste astfel filtrarea comuna a!ibratiilor pro!enite de la amorti&or si arc

'.+. *re&entarea solutiei constructi!e pentrucomponentele puntii din spate


73/107

Kupa modul de fabricare1pentru autoturisme1 a!em doua solutii !iabile8 puntee"ecutata din tabla de otel prin ambutisare si punte e"ecutata prin turnare sub presiune

din alia: pe ba&a de aluminiu. Vom folosi prima !arianta.


74/107

La3arulrotii il repere&inta un rulment radial a"ial. -cesta poate ficu bile dispuse pe sau / randuri sau cu role conice dispuse pe randuri1

orientate fata in fata sau spate in spate.


75/107

Butucul rotiicuprinde ale&a:ul de centrare1 in care este montatrulmentul1 flansa de prindere pentru roata si discul de frana. -cestea sealeg constructi! in functie de spatiul disponibil in interiorul rotii.

11 Ale3erea 2u!ti"icata a !olutiei con!tructi#epentru puntea care !e proiectea*a

*entru puntea care se proiectea&a s9a ales o punte fractionata Mc*erson1 datoritaa!anta:elor constructi!e si deasemenea deoarece repre&inta si solutia constructi!a

adoptata pentru autoturismul asemanator celui proiectat.6n ca&ul bratelor se !or folosi brate e"ecutate din tabla de otel. 6n ca&ul pi!otilor

!om alege articulatie sferica. Fu&eta !a fi prinsa in trei puncte. Lagarul rotii !a fi unrulment radial a"ial.

Capitolul & Studiul !oluGiilor con!tructi#e pentru !u!pen!ia din"aG Hi ale3erea 2u!ti"icat pentru !u!pen!ia care !e proiectea*

&1 3elecionarea elementelor elastice posibile pentru puntea care se proiectea&

3ingurul tip de element elastic ce 4l putem folosi 4n ca&ul mecanismuluiMc*erson1 este arcul elicoidal. -rcul lamelar nu poate fi folosit deoarece a!Gndo greutate mare 7i fiind dificil de po&iionat1 consumGnd mult din spaiul pentrusistemul de propulsie 7i transmisie. n plus1 funcia lui de gidare este preluatde alte dispo&iti!e.

3oluii constructi!e pentru arcul elicoidal sunt pre&entate 4n figura .'.


76/107

Fig. .' 3oluii constructi!e de arcuti elicoidale

-rcurile elicoidale pot fi cilindrice1 conice1 butoi1 iperbolice1 parabolice. nspecial ne !om concentra asupra celor conice1 ce ofera de curb de !ariaie aforei elastice con!enabil situaiei noastre8 cu cGt 4ncarcarea cre7te1 deplasarea

4n raport cu ea scade. Nu !om folosi arcuri duble pentru a putea amplasa u7or.n plus1 arcurile elicoidale conice permit o sgeat mai mare4 raport cu 4nlimeadecGt 4n ca&ul unui arc cilindric1 deoarece spirele se pot 4ntreptrunde. Kin acestconsiderent1 arcurile !or a!ea dimensiuni mai mici1 acest lucru contGnd 4n4mbunatirea performanelor dinamice.

&& Studiul !oluGiilor con!tructi#e de di!punere a elementului ela!tic Hi!tabilirea di!punerii lui n cadrul punGii

n ca&ul mecanismului Mc*erson1 arcul elicoidal se montea& la captuldinspre punte1 pe un suport solidar cu amorti&orul1 4nsa1 4n celalalt capt1 pote"ista mai multe soluii constructi!e posibile 4n funcie de articulaia a"ialfolosit pentru fi"area pe cadru a grupului arc9amorti&or1 dar 7i de soluia demontare a rulmentului ce permite bracarea roilor fr frecri.

-cest rulment poate fi plasat8

9 4ntre armtura de :os a articulaiei 7i talerul superior al arcului (figura .)


77/107

Fig. . -mplasarea rulmetului

9 4ntre armtura de :os a articulaiei 7i ti:a amorti&orului (figura .+)

Fig. .+ -mplasarea rulmetului

9 4ntre talerul inferior al arcului 7i tubul amorti&orului (figura '.>)

Fig. ./ -mplasarea rulmetului*entru puntea ce se proiectea&1 !om alege prima !ariant deoarece este

!arianta ce nu necesit modificri constructi!e ale amorti&orului sau arcului. nacest sistem1 la bracare1 ti:a amorti&orului este fi"1 iar arcul 4mpreun cu tubulamorti&orului 7i cu fu&eta se rotesc.


78/107

&- Studiul !oluiilor con!tructi#e po!ibile pentru amorti*oare

n ca&ul amorti&oarelor1 sunt trei categorii din care putem alege1 a!Gnd 4n!edereun raionament tenic1 dar 7i economic.-morti&oarele cele mai simple constructi! 7i funcional sunt amorti&oareleidraulice cu dublu efect.

3cema funcional a acestora este pre&entat 4n figura .=.

Fig. .= -morti&oarele idraulice cu dublu efect

-l doilea tip de amorti&or ce 4l putem folosi este amorti&orul bi9tubular cuaer sau ga&1 ca cel din figura .> . -cesta este cel mai folosit tip de amorti&or peautomobilele moderne.


79/107

Fig. .> -morti&orul bi9tubular-l treilea tip de amorti&or utili&at 4n pre&ent este cel mono9tubular cu ga&.

-cesta este cea mai scump !ariant1 fiind utili&at numai 4n ca&ulauto!eiculelor din clasa premium. -!anta:ul acestui amorti&or este c poate fimodificat constanta de amorti&are prin eliberarea sau introducerea de ga& 4n

partea de :os a acestuia. -ceast !ariant de amorti&or este pre&entat 4n figura.2.

Fig. .2 -morti&or mono9tubular cu ga&


80/107

&+ Studiul !oluGiilor de montare a amorti*orului Hi ale3erea !oluGiei demontare a amorti*orului pe puntea care !e proiectea*

Modul de prindere al amorti&orului de punte 7i de caroserie sunt impuse 4n

mare parte de utili&area mecanismului Mc*erson. Legtura cu fu&eta din parteainferioar a amorti&orului se !a reali&a cu un manson pre!&ut cu dou 7uruburide strGngere. n partea de sus1 se !a folosi o articulaie a"ial cu elastomer.

nclinarea amorti&orului fa de po&iia !ertical nu !a fi mare1 ungiul de4nclinare !a fi ma"im '$ospre interior 7i tot atGt spre spate. -utomobilul ar a!eao comportare !iratorie mai bun dac acesta ar fi 4nclinat mai mult1 amorti&orular prelua 7i fore tietoare. -cestea duc la u&ura prematur a acestuia. *entru a

pre!eni acest lucru1 amorti&orul ar trebuie supradimensionat1 ceea ce ridiccostul de producie.

&@ 4i!punerea tampoanelor limitatoare de cur!

*entru limitarea cursei de comprimare1 se montea& un tampon din cauciucpe ti:a amorti&orului1 a!Gnd forma articulaiei a"iale a acestuia cu caroseriaautoportant.

& 4i!punerea barei !tabili*atoare Hi po*iGionarea le3turilor ei cuelementele punGii

soluie de bar stabili&atoare folosit pentru puntea din spate pentru opunte Mc*erson este pre&entat 4n figura .#.


81/107

Fig. .# Bar stabili&atoare montat pe punte

Bara stabili&atoare este montat cu partea longitudinal de caroseriaautoportant a automobilului1 iar braele ai sunt montate de punte. n cadrulacestei puni bara stabili&atoare 4ndepline7te dou funii8 reduce mi7carea de

rului al automobilului cGnd acesta se afl 4n !ira:; preia forele pe direcielongitudinal1 fore pe care puntea de tip Mc*erson nu este capabil s le preia.

&' Pre*entarea de detaliu a !olutiei con!tructi#e adoptate pentru !u!pen!ia!pate

-nali&and si solutiile de la modelele similare s9a ales sa se proiecte&e o puntefractionata cu suspensie independenta cu bara de torsiune longitudinala. 3uspensia !a

fi de tip Mc*erson.Kin punct de !edere al montarii elementelor elastice elicoidale conice1 acestea

!or fi dispuse inclinat in raport cu solul1 cu diametrul mai mic al arcului situat in sus.Katorita a!anta:elor in pri!inta gabaritului si a rigiditatii mecanice1 si in pri!inta

randamentului si a eficientei1 dar si datorita necesitatii asigurarii unui confort ridicat alpasagerilor si o filtrare optima a deni!elarilor din carosabil se alege ca si solutie

constructi!a pentru amorti&oare amorti&orul bitubular cu ga& de medie presiune cuamorti&are !ariabila in functie de cursa.

Ca si solutie de prindere a amorti&orului se !or folosi articulatii elastice a"ialeoscilante sau cilindrice cu elemente din cauciuc1 deoarece acestea au rolul de

transmitere a fortei de amorti&are la elementele puntii si la caroserie si de filtrare a!ibratiilor1 indeosebi !ibratiile spre caroserie. Ke asemenea la partea superioara aamorti&orului1 ca solutie de prindere se alege solutia de prindere de caroserie prin

intermediul unei flanse de forma triungiulara prin intermediul a + suruburi.


82/107

6n ceea ce pri!este dispunerea rulmentului a"ial1 se alege ca si solutiepo&itionarea acestuia intre talerul superior al arcului si armatura articulatiei oscilante

elastice.3e !or alege arcurile elicoidale cilindrice si datorita a!anta:elor lor8 durabilitate

mare1 masa proprie redusa1 nu necesita intretinere1 e"ecutie mai simpla1 cost relati!redus. le lucrea&a la compresiune si au frecari interne foarte mici.

Cap - Calculul !i proiectarea puntii din !pate

-1 Prede"inirea puntii din "ata in "unctie de or3ani*areaautomobilului in *ona din !pate

Mecanismele de montare si de gidare ale puntilor sau ale rotilorautomobilelor sunt mecanisme cu bare plane sau mai rar spatiale (ca&ul puntilor

multibrat). 3tabilirea scemelor cinematice ale acestor mecanisme se face infunctie de8


83/107

9solutia constructi!a adoptata pentru punte si pentru suspensie;

9organi&area generala amanuntita a automobilului;

9organi&area automobilului in &ona puntii care se proiectea&a;

9solutia constructi!a adoptata pentru structura portanta si pentru caroseriaautomobilului;

9solutia constructi!a adoptata pentru sistemul de directie;

9organi&area postului de conducere.

*rin stabilirea scemei cinematice se definesc po&itiile articulatiilor si alebarelor1 precum si lungimile barelor pentru automobilul neincarcat. 3tudiulscemei cinematice urmareste determinarea si compararea traiectoriilor pentru

punctele esentiale ale mecanismului1 !ariatia ecartamentului si !ariatiaungiurilor de ase&are ale rotilor functie de sageata statica si dinamica a arculuielicoidal.

6n fig. se pre&inta scema cinematica la scara a mecanismului Mc*ersonpentru puntea fata ce se proiectea&a. 39au considerat constructi! si dinmasuratori de laborator urmatoarele dimensiuni ale componentelor suspensiei(ecartamentul fata este '/?$ mm)8

9lungimea bratului inferior al suspensiei8 +#$ mm;

9distanta de la articulatia sferica inferioara la a"a ori&ontala a fu&etei8 #=mm;

9distanta de la a"a ori&ontala a fu&etei la bratul superior al acesteia8 '$$

mm;

9lungimea bratului superior inclinat al fu&etei pana la amorti&or8 2$ mm;

9inaltimea libera a arcului elicoidal8 +$ mm;

9ungiul de inclinare a amorti&orului8 #$;

9ungiul de cadere al rotii8 '$;

9ungiul de inclinare longitudinala a pi!otului8 =$;


84/107

9diametrul mediu al arcului8

Fig. +.'. 3cema cinematica a mecanismului puntii din fata

Ke asemenea s9a considerat pneul radial ales1 cu simboli&area '?=>= 5 '= a!Gndurmatoarele caracteristici8

Latimea sec iunii pneului1 B u< $= mm ;Kiametrul e"terior1 Ke < >>$ mm ;

5a&a statica1 rs< ?=.2 mm

+.. Kefinirea cinematicii puntii pentru asigurareagidarii corecte a rotii

3e porneste de la stabilirea sagetii statice a arcului elicoidal (de la arc destins la

ma"im pana la arc comprimat la ma"im) si a sagetii dinamice a acestuia (pe cursa de


85/107

comprimare) si in functie de aceste !alori se studia&a !ariatia ecartamentului1 % 1

!ariatia ungiului de cadere si a ungiului de inclinare longitudinala (ungi de fuga). *entru calculul sagetii arcului elicoidal se foloseste formula8

)=nFDm

Gd4 @mmA1 unden numarul de spire acti!e;F forta preluata de arc @NA;

Km diametrul mediu al arcului @mmA; modulul de elasticitate trans!ersala a materialului din care e confectionat

arcul @NmmA;d diametrul spirei @mmA;

3e alege numarul de spire acti!e ale arcului1 n < '$1 forta preluata de arc seconsidera :umatate din forta ma"ima ce re!ine puntii din fata1 F < 2=# N1 diametrul

mediu al arcului Km < '$= mm1 modulul de elasticitate trans!ersala a materialului dinc

Proiect Automobile II

Documents

Transcript of Proiect Automobile II